Química I

Química I
Primer semestre
Química I
Telebachillerato Comunitario. Primer semestre
Química I
Secretaría de Educación Pública
Emilio Chuayffet Chemor
Subsecretaría de Educación Media Superior
Rodolfo Tuirán Gutiérrez
Dirección General del Bachillerato
Carlos Santos Ancira
Autores
Patricia González Pérez
María del Carmen Verónica Uriarte Zambrano
Asesoría académica
Patricia Guadalupe Trujillo Villafañe
Francisco Romualdo Rosillo Segura
Asesoría técnico-pedagógica
Subdirección Académica de Modalidades
no Escolarizada y Mixta DGB
Diseño y diagramación
María del Pilar Castro Rodríguez
Saúl Ríos Bernáldez
Primera edición
D.R. Secretaría de Educación Pública, 2014
Argentina 28, Centro, 06020, México, D.F.
ISBN: En trámite
Impreso en México
Es una práctia internacional que los materiales didácticos sean probados y evaluados de forma permanente; siendo éste el caso del presente texto que es parte de los
materiales de apoyo a los estudiantes del Telebachillerato Comunitario.
Prefacio
Estimado estudiante, el libro que tienes en tus manos fue elaborado pensando en
ti, en tus necesidades e inquietudes, como un instrumento que te apoye ahora que
estudias el bachillerato. En sus páginas encontrarás contenidos y actividades que
son fundamentales para que paso a paso, puedas alcanzar las metas que esta
asignatura te propone para este semestre.
A ti te toca, ahora, sacarle el mayor provecho a este libro, que es fruto del esfuerzo
de un grupo de profesores y especialistas. Si lo haces tu amigo, lo aprovechas al
máximo y lo combinas con el apoyo de tu maestro y de los demás recursos didácticos
que están a tu alcance, seguramente ampliarás tus competencias y habilidades
para construir un mejor futuro para ti y contribuir al desarrollo de tu comunidad, de
tu estado y de nuestro México.
Te deseamos éxito en esta importante etapa de tu formación: el bachillerato.
Tabla de contenido
Química I
Presentación general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
¿Cómo está estructurado este libro? . . . . . . . . . . . . . . . 12
¿Cuál es el propósito de esta asignatura? . . . . . . . . . . . . . 16
Bloque I. Reconoces a la Química como una herramienta
para la vida
La Química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Concepto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Desarrollo histórico de la Química: los grandes momentos de la química
y su influencia en el desarrollo de la humanidad . . . . . . . . . . . . . . 26
Campo de estudio de la química y su relación con otras ciencias en su entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Divisiones de la Química para su estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Relación de la Química con otras ciencias . . . . . . . . . . . . . . . . .34
El método científico y sus aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
El método científico como herramienta importante para la resolución de
problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Bloque II. Comprendes la interrelación de la materia y la
energía
La materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Concepto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Clasificación de la materia: sustancias puras o mezclas . . . . . . . . . . 65
Propiedades de la materia: físicas y químicas . . . . . . . . . . . . . . . 69
Estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso . . . . . . 73
Cambios de la materia: físicos, químicos y nucleares . . . . . . . . . . . 74
Tabla de contenido
Energía y su interrelación con la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Clasificación de la energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Energías no contaminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Bloque III. Explicas el modelo atómico actual y sus
aplicaciones
Modelos atómicos y partículas subatómicas . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Conceptos básicos (número atómico, masa atómica y número de masa) . 110
Los isótopos y sus aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Configuración electrónica y números cuánticos . . . . . . . . . . . . . . 120
Bloque IV. Interpretas la tabla periódica
Elementos químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Grupo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Periodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Bloque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Propiedades periódicas y su variación en la tabla periódica . . . . . . . . 164
Utilidad e importancia de los metales y no metales para la vida
socioeconómica del país . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Bloque V. Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Enlace químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Regla del octeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
Formación y propiedades de los compuestos con enlace iónico . . . . . 198
Formación y propiedades de los compuestos con enlace covalente . . . 201
Enlace metálico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Fuerzas intermoleculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Tabla de contenido
Bloque VI. Manejas la nomenclatura química inorgánica
Reglas de la UIQPA para escribir fórmulas y nombres de los compuestos
químicos inorgánicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Óxidos metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Óxidos no metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
Hidruros metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Hidrácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Hidróxidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Oxiácidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Bloque VII. Representas y operas reacciones químicas
Símbolos en las ecuaciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Tipos de reacciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Síntesis o adición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Descomposición o análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Sustitución o desplazamiento simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Sustitución o desplazamiento doble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Balanceo de ecuaciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Tanteo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Óxido -reducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Bloque VIII. Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas
Entalpía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Entalpía de reacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Entalpía de formación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
Reacciones exotérmicas y endotérmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
Velocidad de reacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Desarrollo sustentable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Tabla periódica de los elementos . . . . . . . . . . . . . . .
355
Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Apéndice 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
357
Apéndice 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
363
Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
9
Presentación general
Como parte de la formación básica, se presenta la asignatura Química I que pertenece
al campo disciplinar de las Ciencias Experimentales, que conforme al Marco Curricular
Común, tiene la finalidad de propiciar el desarrollo de tu pensamiento lógico y crítico,
mediante procesos de razonamiento, argumentación y estructuración de ideas que
faciliten tu formación como ciudadano reflexivo y participativo, enfatizando una
perspectiva plural y democrática. Su desarrollo implica que podrás interpretar el
entorno social y cultural con sentido crítico y valorar prácticas distintas a las tuyas,
y de este modo asumir una actitud responsable hacia los demás.
¿Qué es una competencia?
En el contexto educativo una competencia se define como “la integración de
habilidades, conocimientos y actitudes en un contexto específico” (Acuerdo 442,
Secretaría de Educación Pública, 2008).
En el bachillerato general se busca consolidar y diversificar los aprendizajes y
desempeños, ampliando y profundizando el desarrollo de competencias relacionadas
con el campo disciplinar de las Ciencias Experimentales que promueve la asignatura
Química I. Por ello, se buscará el desarrollo de las 11 competencias genéricas
poniendo énfasis particular en las que a continuación se destacan:
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta
los objetivos que persigue.
2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus
expresiones en distintos géneros.
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos
establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general,
considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región,
México y el mundo.
10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de
creencias, valores, ideas y prácticas sociales.
11. Construye el desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones
responsables.
Las competencias disciplinares, que son las habilidades que debes desarrollar
y aprender dentro del campo del conocimiento y la asignatura, se enunciarán al
principio de cada bloque y te servirán para identificar tu aprendizaje.
11
¿Cómo está estructurado este libro?
Inicio del bloque
Al inicio de cada bloque encontrarás una breve introducción para sensibilizarte
sobre el contenido, las competencias genéricas con sus atributos, las competencias
disciplinares y los desempeños que se obtendrán a partir de los objetos de
aprendizaje.
12
¿Cómo está estructurado este libro?
Desarrollo del bloque
Esta parte es fundamental, aquí encontrarás el contenido general y disciplinar que
necesitas para acercarte intelectualmente al tema de la Química.
A lo largo del bloque se intercalan estrategias didácticas de aprendizaje, actividades
acompañadas de imágenes, ejemplos y evaluaciones. Esto estará relacionado con
los contenidos y las competencias a desarrollar. También encontrarás algunos
apoyos de estudio como cápsulas con datos interesantes y cuadros al margen del
texto para reforzar tu aprendizaje, por ejemplo:
1. Glosario, donde se incluye el
significado de algunas palabras
y expresiones que pueden ser
nuevas para ti.
2.Imágenes, para visualizar y
mejorar el uso del vocabulario
en situaciones concretas y
como apoyo a las actividades.
1
3. Datos interesantes, que
apoyan la comprensión de los
temas.
2
3
13
¿Cómo está estructurado este libro?
Simbología que facilitará tu proceso de aprendizaje
Diseño instruccional
Para iniciar, reflexiona
¿Con qué conocimientos cuentas?
Aprende más
Aplica lo aprendido
Actividad
Apoyos para reforzar el aprendizaje
Glosario
Reflexionemos sobre la actividad
Sabías que...
14
¿Cómo está estructurado este libro?
Cierre del bloque
Al terminar cada tema se te pedirá una actividad y un producto final para que puedas
evaluar qué tanto has avanzado y qué áreas de oportunidad tienes; también se te
pedirá analizar, investigar, reflexionar y argumentar.
El libro incluye actividades de aprendizaje para que puedas autoevaluar tu desempeño
en el logro de las competencias, por lo que al finalizar las actividades puedes
revisar la retroalimentación de las mismas. Ten presente que cada actividad debe
concretarse en una evidencia que irás recopilando en tu cuaderno y concentrando
para la evaluación del curso.
Los contenidos y las actividades se presentan de manera atractiva. Aprovecha cada
pregunta, el contenido, las actividades, ya que cada una incidirá en tu crecimiento
personal, familiar y social. Trabaja con tu profesor y con tus compañeros, acércate a
ellos, resuelvan dudas y aprendan juntos; date la oportunidad de construir con ellos
este viaje. Esperamos que el curso sea interesante y fructífero.
15
¿Cuál es el propósito de esta asignatura?
Aplica los métodos y procedimientos experimentales para la resolución de problemas
cotidianos llevándolos más allá del salón de clases y el laboratorio escolar, adoptando
y valorando los procedimientos más adecuados, para obtener beneficios personales
y comunitarios en la búsqueda de situaciones de aplicación real.
16
Bloque I. Reconoces a la química como una herramienta para la vida
Bloque I
Reconoces a la Química como una
herramienta para la vida
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Introducción
¿Te has percatado de qué todo lo que está a tu alrededor como el cielo, los mares,
los ríos, las montañas, las nubes, los árboles, los animales e incluso el hombre,
están constituidos por diversas sustancias que se encuentran sujetas a continuas
transformaciones? ¿Has observado además que las cosas que utilizas, como la
taza de café, la cuchara, la ropa, el cepillo de dientes, la comida, están conformados
por sustancias que de una u otra forma están relacionados con la Química? ¡Sí, así
es! La Química es una ciencia que se encuentra en todas partes.
La curiosidad del hombre para explicar los fenómenos que se presentan en la
naturaleza y la necesidad de adaptarse al medio han lograron que la Química
avance en su desarrollo.
En este bloque conocerás el concepto de química, su desarrollo histórico y la
relación con otras ciencias, además utilizarás el método científico en la resolución
de problemas de tu entorno.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias genéricas
Atributos
•
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos mediante
la utilización de medios, códigos y
•
herramientas apropiados.
•
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal sobre
temas de interés y relevancia general,
considerando otros puntos de vista de
manera crítica y reflexiva.
18
•
•
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas
o gráficas.
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a partir
de ellas.
Sigue instrucciones y procedimientos de
manera reflexiva, comprendiendo como
cada uno de los pasos contribuye al
alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumenta de manera
clara, coherente y sintética.
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Competencias genéricas
Atributos
•
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo
largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera efectiva en
equipos diversos.
•
•
9. Participa con una conciencia cívica y ética
•
en la vida de su comunidad, región, México
y el mundo.
10. Mantiene una actitud respetuosa ante
la interculturalidad y la diversidad de
creencias, valores, ideas y prácticas
sociales.
•
Define metas y da seguimiento a sus
procesos de construcción de conocimiento.
Articula saberes de diversos campos y
establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana.
Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con
los que cuenta dentro de distintos equipos
de trabajo.
Actúa de manera propositiva frente a
fenómenos de la sociedad y se mantiene
informado.
Dialoga y aprende de personas con
distintos puntos de vistas y tradiciones
culturales mediante la ubicación de sus
propias circunstancias en un contexto más
amplio.
19
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en
contextos históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis
necesarias para responderlas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
•
Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la socluión de
problemas cotidianos.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la
realización de actividades de su vida cotidiana.
¿Con qué propósito?
Comprendes el concepto y la importancia de la Química en la vida cotidiana, conoces
su desarrollo histórico y su relación con otras ciencias, aplicando el método científico
para la resolución de problemas de tu entorno inmediato en los que la Química se
encuentra inmersa.
20
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Descripción
1. La Química
• Concepto
• Desarrollo histórico: los
grandes momentos de
la química y su influencia en el desarrollo de
la humanidad.
• Campo de estudio de
la química y su relación
con otras ciencias en tu
entorno inmediato.
Conceptuales
Metodología
•
•
•
Analizas textos.
Identificas conceptos.
Relacionas información.
•
Realizas una línea del
tiempo de la historia de la
química.
Aplicas el conocimiento
adquirido identificando
en un texto las etapas del
método científico.
Investigas como mejorar
el medio ambiente en tu
comunidad.
Realizas un mapa
conceptual.
Utilizas el método
científico.
Resuelves problemas.
2. El método científico y sus
aplicaciones.
• El método científico
como herramienta importante para la resolución de problemas.
•
Procedimentales
•
•
Organizas información y
estableces parámetros de
referencia en conceptos
históricos.
Aplicas el método científico y
diferencias sus etapas.
Relacionas la Química con otras
ciencias.
•
•
•
•
•
•
•
Actitudinales
•
Reflexionas sobre la importancia
de la Química en tu entorno y en
avances de la ciencia y cómo la
relación con éstas impacta en el
hombre para su beneficio.
Asumes la importancia de la
aplicación del método científico
para crear teorías y leyes.
•
Reflexionas sobre los
avances de la Química y
su aplicación para facilitar
al hombre la creación de
sustancias que le facilitan
su vida.
Asumes una actitud
propositiva en la solución
de problemas ambientales
en diferentes ámbitos para
evitar el daño ambiental y
alcanzar un equilibrio.
21
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque, todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
¿Qué tiempo vas a emplear?
Considera diez horas para el desarrollo de este bloque, podrás distribuir seis horas
para la revisión de contenidos y cuatro horas para llevar a cabo las actividades
propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo de los bloques, por lo que es importante
que cuentes con un cuaderno de trabajo y que tengas la disposición para trabajar
tanto de forma individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
• Evaluación diagnóstica
• Construcción de una línea del tiempo
• Exposición de línea del tiempo
• Elaboración de un mapa mental
• Ejercicios prácticos
• Investigación
22
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
¿Con qué conocimientos cuentas?
Estás en la primera parte del curso de Química y es importante recordar lo que
aprendiste durante la secundaria.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: De forma individual realiza un acróstico en tu cuaderno de trabajo
usando las iniciales de tu nombre y apellidos. Debes incluir palabras relacionadas
con la ciencia y de ser posible con la Química (puedes utilizar elementos de la
tabla periódica, conceptos, fórmulas, compuestos, etc.). De ser posible no repitas
palabras. Sigue el ejemplo que a continuación se te proporciona y al final comparte
las respuestas con tus compañeros.
Ejemplo: Moctezuma Sánchez Ibarra
M odelo atómico
O xidos
C arbono
T abla periódica
E lemento
Z inc
U ranio
M asa
A nión
S al
A tomo
N iobio
C alcio
H omogénea
E rbio
Z inc
I on
B ario
A luminio
R adio atómico
R utenio
A lcanos
Acróstico.
Un acróstico es un conjunto de letras,
que leídas verticalmente, forman un
nombre o una frase.
23
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Al terminar verifica tus resultados en el apartado de retrolaimentación en el apéndice
2 al final del libro. Analiza el nivel de tus conocimientos: si de la actividad anterior
usaste todas las letras de tu nombre y apellidos considera tu resultados como Bien;
si te faltaron cuatro letras es Regular y menos a este parámetro es No suficiente, lo
que significa que requieres reforzar tus conocimientos.
Bien
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus
conocimientos consultando en fuentes de información, como libros de texto,
diccionarios, revistas y otros materiales a tu alcance los siguientes conceptos:
Elementos, materia, química, compuestos.
Prepárate para introducirte al maravilloso mundo de la Química, pero antes de
iniciar responde las siguientes preguntas escribiendo dentro del paréntesis la letra
que corresponda.
(
) En un trabajo colaborativo donde varias personas emiten
juicios, ¿mantienes una postura de tolerancia y apertura?
(
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones con
fundamento, para lo cual, ¿comúnmente consultas diversas
fuentes?
S = Siempre
A = A veces
(
N = Nunca
(
24
) Las probables respuestas a un problema planteado en
una investigación se conocen como hipótesis. Ante una
investigación o práctica de laboratorio, ¿comúnmente
respondes a las problemáticas con respuestas posibles?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades que
te llaman la atención, además de lo que tu libro te informa o tu
profesor te comenta, ¿investigas por cuenta propia?
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Bien = Siempre
¿Cómo evalúas tus competencias?
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N estás en proceso para
su desarrollo.
25
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Aprende más
La Química
Concepto
La Química es una ciencia básica de las ciencias naturales, la cual estudia la
composición, estructura y propiedades de la materia, así como los cambios que
experimenta al realizar reacciones químicas y su relación con la energía.
La Química es una ciencia que se ha desarrollado a lo largo de la historia, tuvo sus
inicios desde que el individuo, en su necesidad de defenderse y adaptarse a su
medio, descubre el fuego. A partir de ese momento empezó su evolución y gracias a
las aportaciones de muchos hombres que se han interesado en su estudio tenemos
la Química que hoy conocemos.
Desarrollo histórico de la Química: los grandes momentos y su influencia en
el desarrollo de la humanidad
Desde hace 400 000 años el hombre conoce el fuego y lo utiliza
no sólo para proporcionarles calor, sino también como luz para
alumbrase y protegerse de los animales; fue la base para otras
reacciones químicas como la cocción de alimentos y más tarde
para fundir metales que le permitían fabricar herramientas y
armas. La sucesiva adquisición de conocimientos da lugar para
nombrar ciertas épocas de desarrollo de la humanidad, como la
edad de piedra, de oro y plata, del cobre, del bronce y del hierro.
Los chinos manipulaban la cerámica y teñían sus tejidos,
trabajaban los metales, fabricaban papel, descubrieron la pólvora
y utilizaban un número reducido de transformaciones químicas
naturales como la fermentación de la leche y de jugos de frutas
como la uva.
26
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Los egipcios aprendieron a purificar el oro, la plata y otros
metales, a teñir el vidrio y a curtir pieles sumergiéndolas en orina
añeja, aplicaron cera de abeja y aceites obtenidos de resinas
de algunos árboles en el embalsamamiento de sus muertos.
Los sacerdotes egipcios fueron los encargados de practicar
y desarrollar la Química y muchos cambios de la materia se
observaron desde entonces.
Los pueblos hindús y griego concibieron, desde un punto de vista
filosófico, las primeras ideas y conceptos sobre la naturaleza
de la materia. Los hindúes admitieron la existencia de cuatro
elementos responsables de las cualidades fundamentales de la
materia: agua, tierra, viento y fuego. Los griegos sustituyeron
el viento por el aire y 500 años a.C., el filósofo griego Leucipo y
más tarde su discípulo Demócrito, plantearon los principios de
la teoría atómica, uno de los cuales establece que la materia
está formada por partículas muy pequeñas a las que llamaron
átomos.
En el siglo IX surgieron los alquimistas, herederos de la filosofía
griega y de los conocimientos egipcios. Los primeros fueron
los árabes, quienes conocieron las amalgamas, el bórax, el
agua regia, el vitriolo, la volatilidad del azufre y la forma de
combinarlo con otros metales. Al conquistar Europa, los árabes
llevan consigo sus conocimientos en matemáticas y química e
infunden un nuevo espíritu investigador logrando que la alquimia
alcanzara su época de gloria en el año 1400 d. C.
La alquimia se define como la búsqueda impenetrable de la
piedra filosofal (una sustancia legendaria capaz de transmutar
los metales en oro o de otorgar la inmortalidad). La alquimia
aportó a la Química la invención y el desarrollo de gran parte del
instrumental de laboratorio.
Desde el punto de vista moderno, la alquimia presenta
varios problemas, ya que su objetivo no era la ampliación
del conocimiento de un modo racional y que condujera a una
ciencia, sino que su fin era encontrar materias místicas como la
piedra filosofal.
27
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
En el siglo XVI, en el declive de la alquimia, se da la
transición entre ésta y la verdadera química. El médico suizo
Paracelso (Felipe Aureolo Teofrasto Bombast de Hohenheim)
y sus seguidores comienzan a liberarse de los errores de los
alquimistas y defienden el uso del método experimental en sus
investigaciones. A finales del siglo XVI, Andreas Libavius publica
su Archemia, en la cual organiza la mayoría de los conocimientos
adquiridos por los iatroquímicos y es considerado uno de los
primeros libros de Química. Jean Baptiste Van Helmont fue el
primero en estudiar los vapores que se producían al arder la
madera, que parecían aire pero que no se comportaban como
tal. Aplicó a los vapores el nombre de “chaos”, que pronunciado
con la fonética flamenca se convierte en gas.
En 1669 el alquimista alemán Hennig Brandt descubrió el fósforo
a partir de la orina. Para lograrlo destiló una mezcla de orina y
arena, que dejaba como producto un material blanco que brillaba
en la oscuridad y ardía como una llama brillante.
El médico y químico alemán Georg Ernest Stahl formuló la
teoría del flogisto en 1702, en la cual daba una explicación de
la combustión. Stahl suponía que toda sustancia susceptible
de sufrir combustión contendría cierta cantidad de flogisto, y el
proceso de combustión consistiría básicamente en la pérdida de
dicha sustancia.
En 1771, el inglés Joseph Priestley aísla un gas que hace
arder con más fuerza la llama de una vela, el oxígeno. Este
descubrimiento lo comunicó al químico francés Antoine Lavoisier,
quien acabó la equivocada teoría del flogisto explicando el papel
del oxígeno en la combustión.
Se considera que el químico inglés Robert Boyle apartó
definitivamente a la Química de la alquimia al mejorar su método
experimental. Actualmente se le reconoce como el primer
químico moderno y uno de los pioneros del método científico.
En 1662 propuso la ley de Boyle. Estableció las bases sobre las
que un siglo después Lavoisier y Dalton fundarían sus leyes o
principios de la Química actual.
En 1775 el físico italiano Alessandro Volta fue uno de los
pioneros en el estudio de la electricidad. Inventó el electróforo,
dispositivo con el que podía producir corriente estática. En 1778,
interesado por la composición de los gases, descubrió y aisló el
gas metano.
Ley de Boyle: describe la relación inversamente proporcional que existe
ente la presión y el volumen de un gas, si se mantiene constante la
temperatura en un sistema cerrado.
28
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
En 1789, el químico francés Antoine Lavoisier publica su tratado
elemental de Química donde expresa conceptos tan importantes
como la ley de la conservación de la materia. A partir de este
momento, con la aplicación del método científico y el uso de la
balanza, inicia una época fecunda de descubrimientos.
En 1803 John Dalton afirma que toda la materia está formada
por pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos.
El químico inglés Humphry Davy fue el pionero en el campo de
la electrólisis para aislar varios elementos nuevos. Descubre el
sodio y el potasio.
El físico italiano Amedeo Avogadro publicó en 1811 la hipótesis
de que los volúmenes iguales de cualquier gas, a la misma
temperatura y presión, contenían igual número de moléculas; por
lo cual la relación entre los pesos moleculares de dos gases era
la misma proporción que la que había entre sus densidades, en
iguales condiciones de presión y temperatura.
Friedrich Wöhler, en 1825 dedujo correctamente que la isomería
era la consecuencia de la diferente colocación de los mismos
átomos en la estructura molecular. Y descubrió en 1828 cómo
se podía sintetizar la urea a partir de cianato de amonio,
demostrando que la materia orgánica podía crearse de manera
química a partir de reactivos inorgánicos.
Electrólisis: uso de electricidad en las células donde se producen
reacciones de óxido - reducción.
29
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Un químico sueco, discípulo de Dalton, Jöns Jacob Berzelius,
realizó mediciones cuantitativas muy precisas de las sustancias
químicas, asegurándose de su pureza. A partir de esto, en 1828
recopiló una tabla de pesos atómicos relativos, donde al oxígeno
se le asignaba el 100 e incluía todos los elementos conocidos en
la época.
En 1859, el alemán August Kekulé explicó que los átomos de
carbono tetravalentes se unen unos a otros para formar cadenas,
que denominó cadena de carbonos o carboesqueleto y con el
resto de valencias se pueden unir a otros tipos de átomos.
En 1869, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeléyev desarrolla
la primera tabla periódica, donde acomoda los 66 elementos
conocidos en ese momento, por orden creciente de peso
atómico, pero también atendiendo a sus propiedades y acertó al
dejar huecos en la tabla para elementos todavía no descubiertos.
En 1913, el físico danés Niels Bohr publicó en una memoria
la teoría de la estructura atómica, hecho que le valió el premio
Nobel. Su trabajo giró sobre el modelo nuclear del átomo de
Rutherford, en el que el átomo se ve como un núcleo compacto
rodeado por un enjambre de electrones más ligeros.
Su modelo establece que un átomo emite radiación
electromagnética sólo cuando un electrón salta de un nivel
cuántico a otro.
En 1916, el químico estadounidense Gilbert N. Lewis propuso
que un enlace químico se forma por la interacción conjunta de
dos electrones compartidos.
En 1927 surge la Química cuántica donde se aplican los enlaces
químicos, surge la regla de Madelung para determinar la
secuencia de ocupación de los orbitales de un átomo formando
su configuración electrónica.
30
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Como te podrás dar cuenta, la Química ha evolucionado con el hombre, y lo seguirá
haciendo mientras exista una interrogante que lo obligue a indagar, investigar o
conocer su entorno. En nuestro país. desde antes de la conquista, los pobladores
del valle de México ya sabían de la existencia y el aprovechamiento de las sales
alcalinas, las cuales eran extraídas de la superficie, donde se concentraban en
forma de costras llamadas tequesquite, que utilizaban para condimentar la comida
y reblandecerla. También se lo empleó como detergente alcalinizante ligero. La sal
común fue muy valorada por los antiguos mexicanos, la falta de ella fue motivo de
peleas entre aztecas y tlaxcaltecas. También se conocía el alumbre, el yeso y la
calcita con la que fabricaban colorante para recubrimiento de muros.
El barro y el adobe fueron materiales de uso común para la edificación de antiguas
construcciones. Los aztecas realizaban una mezcla de cal con arcilla negra para
obtener una especie de cemento.
También producían tejidos de
henequén obtenidos a partir
de las fibras del maguey,
realizaban hojas de papel de
la corteza del árbol de amatl
(papel
amate),
conocían
la fermentación y obtenían
pulque.
Los aztecas diferenciaban
los siete elementos de los
alquimistas como oro, plata,
cobre, estaño, mercurio, plomo
y hierro.
Cabe destacar el uso de plantas
medicinales en el México
precortesiano.
Durante la colonia, en 1555
surge la metalurgia al lograr
la formación de la amalgama
de los metales preciosos con
el mercurio, permitiendo su
extracción en frío, proceso más
barato que la fundición.
31
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
En 1849, Leopoldo Río de la Loza publica el primer tratado mexicano de Química.
En 1888 se funda el Instituto Médico Nacional, donde se amplió la investigación
de plantas medicinales y se analizó la posibilidad de fabricar medicamentos a gran
escala.
En 1916 se crea la Escuela Nacional de Química Industrial, que se incorpora a la
UNAM en 1917, y 20 años después surge la Escuela Superior de Ingeniería Química
e Industrias Extractivas en el Instituto Politécnico Nacional.
Las aportaciones más relevantes del siglo XX en nuestro país es la creación, en
1959, de la píldora anticonceptiva, utilizada por todo el mundo y de la cual aún se
realizan investigaciones para la inocuidad de su empleo prolongado.
En 1982, México se encontraba en los primeros lugares en plantas petroquímicas
donde destaca el proceso de hidrodesulfuración (eliminación del contaminante
azufre de las gasolinas y diesel).
Una de las tecnologías más conocidas en el extranjero son las producidas por la
compañía Hojalata y Lámina (HYLSA) respecto al llamado hierro esponja (hierro
poroso, libre de impurezas metálicas, que es fácil de manejar y transportar).
Además se creó el proyecto Revolución Verde, que se orienta hacia el mejoramiento
de las poblaciones vegetales para obtener mayor resistencia genética a plagas y
enfermedades.
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: Realiza una línea del tiempo de la historia de la Química, para lo
cual toma en cuenta los siguientes puntos:
1. Investiga más acerca de los hechos relevantes de la Química que se mencionan
en las páginas anteriores.
2. Determina la primera y la última fecha a representar. Decide la escala de medición
que utilizarás (meses, años, lustro, décadas, siglos, etc.).
32
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
3. Escribe en tu línea del tiempo palabras e ideas clave que se refieran a los aspectos
que seleccionaste, éstos deberán colocarse en estricto orden cronológico.
4. Utiliza diversos materiales que tengas en casa, recuerda reciclar de trabajos
anteriores o de otras materias que ya no requieras.
5. La creatividad es libre, así que pon en marcha todas tus ideas para aplicarlas
a los colores, tamaño, diseño, etc. El tamaño mínimo es de tres hojas tamaño
carta.
6. Deberás exponer tu línea del tiempo al grupo con tus compañeros y entre todos
rescatarán las fechas más importantes.
7. Esta actividad se realiza en casa.
8. Máximo dos personas por línea del tiempo.
Para que tengas una idea de cómo se puede ver tu línea del tiempo, consulta la
sección de retroalimentación en el apéndice 2 al final del libro.
Reflexionemos sobre la actividad 1
¿De qué te das cuenta?
Te puedes imaginar ¿qué pasaría si no existiera la Química? Con ella la vida es más
cómoda, la cantidad de productos desarrollados por la Química que utilizas a diario y que
van desde un producto de hule o una sustancia dulce hasta un suéter calientito facilitan
nuestras actividades diarias. Fácilmente puedes concluir que todo a tu alrededor tiene que
ver con esta ciencia.
Ahora, de todo lo que has investigado y aprendido de su evolución, ¿qué es lo que más te
sorprende? En tu entorno, ¿cómo se aplica la Química?, ¿cómo ha evolucionado?
Investiga y escribe en tu cuaderno de trabajo las aportaciones de los científicos mexicanos.
Escribe tus respuestas en el cuaderno de trabajo y posteriormente compara con dos de tus
compañeros. Reflexionen con el profesor.
33
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Aprende más
Campo de estudio de la Química y su relación con otras ciencias en su
entorno
Divisiones de la Química para su estudio
Relación de la Química con otras ciencias
La Química hace más fácil y agradable la vida al facilitarnos productos de
construcción, comunicación, transporte y de fabricación de numerosos utensilios.
La Química es una ciencia que estudia la materia, los cambios en su estructura y las
leyes o principios que rigen estos cambios, pero también se relaciona íntimamente
con otras ciencias como:
34
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Áreas del
conocimiento
Relación
Elaboración de compuestos para el tratamiento o detección de
enfermedades.
Se apoya en las Matemáticas por la necesidad de la representación
Matemáticas numérica de los fenómenos que acontecen en la naturaleza y
realizando estadística.
La Química interviene para conocer los componentes que constituyen
Biología
a los seres vivos y las reacciones químicas que se producen durante
los procesos biológicos.
Se relacionan por la necesidad de proteger el medio ambiente,
Ecología
particularmente conectado con los actuales problemas de
contaminación.
Estudia los cambios físicos en la naturaleza que tienen que ver con la
Física
materia y la energía.
La Química investiga y produce materiales con propiedades
Ingeniería
específicas para la construcción o el desarrollo de equipo.
Medicina
Historia
Agricultura
Geografía
Proporciona acontecimientos y fechas que son importantes para
conocer el desarrollo de esta ciencia a través del tiempo.
Se relaciona debido al empleo y producción de fertilizantes que
permiten obtener cosechas con mayores rendimientos.
Se relaciona ubicando en forma exacta los lugares donde se
encuentran los yacimientos de algunas sustancias.
35
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: Ahora que has aprendido el campo de estudio de la Química,
su división, la relación con otras ciencias y su influencia en el desarrollo de la
humanidad (transporte, comunicación, agricultura, etc.), realiza un mapa mental
valorando el estudio de esta ciencia en tu comunidad y tu entorno inmediato. ¿Cómo
se relaciona la química con tu entorno?, ¿cómo la utilizas en tu vida cotidiana? y
¿cómo la aplicarías para mejorar el medio ambiente? Investiga en tu comunidad,
con tus vecinos, familiares, amigos, en negocios, farmacias, consultorios, granjas,
etc., en libros y revistas.
Utiliza recortes, fotos o dibujos.
Considera lo siguiente:
• Actividad para realizarse en casa.
• Trabajo individual.
• Presenta tus conceptos estructurados de lo general a lo particular. Un ejemplo
sería en la relación que hay entre la Ecología y la Química: en el mundo la
Ecología y la Química…. En México la Ecología y la Química… o en mi comunidad
la Ecología y la Química.
• Utiliza representaciones gráficas en tu mapa mental.
• Utiliza diferentes colores, realízalo con limpieza en media hoja de papel bond
blanco o en una cartulina.
• Preséntalo al grupo, comenten el mapa y expongan su opinión de lo investigado,
para mejorar el medio ambiente en tu comunidad.
• Consulta la rúbrica al final del bloque para conocer los criterios e indicadores
para su elaboración.
• En el apartado de respuestas te mostramos un ejemplo.
36
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Reflexionemos sobre la actividad 2
¿De qué te das cuenta?
Con esta actividad te has podido dar cuenta que la Química se relaciona con muchas ciencias
y que deriva en avances tecnológicos y beneficios para la sociedad a través de la historia,
sin embargo; es importante tomar en cuenta que estos avances deben corresponder con los
valores éticos para no perjudicar al entorno en general. ¿Has pensado, por ejemplo, que en
la agricultura, al utilizar plaguicidas y herbicidas en exceso estamos dañando las cadenas
alimenticias? Y por otra parte, ¿qué haríamos sin la elaboración de medicamentos para
combatir el cáncer?
Aprende más
El método científico y sus aplicaciones
A la Química se le considera una ciencia, y ¿qué es ciencia? Es un conjunto de
conocimientos racionales, verificables y falibles que han sido obtenidos a través de
un método sistemático que implica la observación metódica y el razonamiento para
deducir leyes y principios. Busca explicar distintos fenómenos naturales y sociales,
por ejemplo para conocer la verdad y aumentar el conocimiento. Esto se logra a
partir de la observación de fenómenos, la examinación de hechos y objetos, la
organización y la acumulación de información para poder interpretarla.
A través de los tiempos, el hombre ha descubierto un método para sistematizar la
adquisición de estos conocimientos y lo ha llamado método científico.
El método científico lo definimos como un conjunto de pasos ordenados que nos
ayudan a la solución de un problema o fenómeno observado en la naturaleza.
Falible: que se puede llegar a crear conocimientos erróneos, pero
ciertos ante las condiciones históricas y sociales en las que se producen.
Método científico: es un proceder estructurado mediante el cual se
aspira a encontrar respuestas a problemas específicos.
37
B
loque I
Etapas del método científico:
•
•
•
•
•
•
38
Observación
Planteamiento del problema
Hipótesis
Experimentación
Análisis de resultados
Conclusión
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Una etapa importante del método científico es la formulación de la hipótesis que
es respuesta inicial a la pregunta formulada en el planteamiento del problema, es
decir, una explicación tentativa del problema, que debe ser puesta a prueba para
establecer su validez. Está compuesta por variables que influyen en el fenómeno a
estudiar.
La hipótesis debe contener las posibles variables que intervienen en el problema
estudiado, que al menos son dos, una independiente y otra dependiente de la
anterior.
• Variable independiente: se identifica como la causa o antecedente. Son todos
los elementos o factores que explican un fenómeno, puede ser manipulada por
el investigador o científico.
• Variable dependiente: se considera el efecto o resultado del fenómeno que se
intenta investigar. La variable dependiente también adopta un comportamiento
en función de los valores o comportamiento de la variable independiente.
• Variable controlada: son las que se mantienen constantes en un experimento.
En Química, como en todas las ciencias, para emitir leyes y teorías es necesario
utilizar el método científico, de lo contrario caeríamos en hipótesis no comprobables
que quedarían en lo pseudocientífico.
Para entender mejor estos conceptos, los aplicaremos en un ejemplo:
¿Recuerdas cuando en Biología o en Ciencias naturales tu profesor te pidió poner
una semilla de frijol en algodón y después le pusiste agua? A este proceso le
llamamos germinación. Pues a partir de ese sencillo experimento podemos aplicar
las etapas del método científico.
Observación: la germinación de una semilla de frijol en diferentes sustratos al cabo
de 15 días.
Planteamiento: ¿cuál es el efecto de aplicar un determinado sustrato (algodón con
agua, aserrín con agua, tierra y agua) en la germinación de la semilla de frijol?
O también puede plantearse así: ¿Qué efecto tiene determinado sustrato en la
germinación de un frijol?
Pseudocientífico: es cualquier conjunto de conocimientos, métodos,
creencias o prácticas que, alegando ser científicas, en realidad no se
rigen por el método científico.
39
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Hipótesis: la germinación del frijol con luz y agua en un algodón (a) favorece la
germinación y al crecimiento rápido de la planta en comparación con otros sustratos.
La germinación del frijol con luz y tierra (b) obtendrá más nutrientes, por lo que
la germinación será más rápida y el crecimiento de los tallos se favorece en
comparación con otros sustratos.
La germinación (c) del frijol con luz y aserrín con agua favorece la germinación y el
crecimiento rápido, en comparación con la germinación (a) y (b).
Procedimiento:
• Rotula cada vaso con números del 1,2, 3.
• Coloca en cada vaso agua purificada aproximadamente a la mitad
• Al vaso 1 disuelve 6 cucharadas razas de sal.
• Al vaso 2 disuelve 3 cucharadas razas de sal.
• El vaso 3 sólo contendrá agua.
• Introduce en cada vaso la misma cantidad de cubos de papa (pueden ser 5 o
más según tú elijas).
Experimentación: para esto necesitas realizar la germinación con los diferentes sustratos y analizar sus resultados.
Tipo de sustrato A los 3 días
A los 9 días
A los 15 días
Resultados
a) Algodón y agua
b) Tierra y agua
c) Aserrín y agua
Variables:
Variable
40
Independiente
Dependiente
Controlada
A medir
Diferentes sustratos
En este caso: algodón,
tierra, aserrín.
Desarrollo de la planta. Agua que se le
administra y el tiempo
que se observa.
Definición
Sustrato: es un medio
inerte que da soporte a la
planta para el desarrollo
de su raíz.
Germinación: es un
proceso mediante el
cual una semilla se
desarrolla a planta.
Agua: sustancia
compuesta por 2 átomos
de hidrógeno y 1 de
oxígeno. Es esencial
para todas las formas
conocidas de vida.
Tiempo: los días, horas
o minutos fijados para
la observación de un
fenómeno.
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Cualitativa o
cuantitativa
Cualitativa: se
refiere a los rasgos y
particularidades como
el estado físico, color,
apariencia y forma
que pueden cambiar o
mantenerse en la tierra,
algodón y aserrín.
Cuantitativa: mide
el crecimiento en
milímetros de la planta
en los días 3, 9 y 15.
Cuantitativa: se
administran 2 mL de
agua a la planta en
los días 3, 9 y 15 del
experimento.
Resultados
En el tercer día se nota
un cambio de color en el
algodón.
En el tercer día el
frijol ha germinado, el
tamaño es de 1 cm.
En el tercer día se han
administrado 2 mL
de agua, como no es
suficiente se administra
un mL más.
Emisión del resultado: finalmente, de acuerdo con tus experimentaciones y la
medición de tus variables emites tus resultados.
Los hallazgos pueden relatarse en orden de importancia, independientemente de
que concuerden o no con la hipótesis propuesta.
Conclusiones: son breves y pueden presentarse como el ejemplo:
Con base en los resultados obtenidos en el presente experimento, se llegó a los
siguientes resultados:
• La germinación de la semilla de frijol con el sustrato (a) es ideal, ya que… en
comparación con (b) y (c)…
• En lo que respecta a la hipótesis planteada, se encontró lo siguiente… el uso del
sustrato (c) es ideal porque…
Esto ya dependerá de los resultados obtenidos. Como te puedes dar cuenta, con
este ejemplo se muestran las etapas del método científico.
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: Lee con atención el siguiente párrafo y posteriormente, en tu
cuaderno de trabajo, responde las preguntas.
41
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
¿Cuál es la idea principal del párrafo?, ¿a partir de qué inquietud surge la idea
del investigador de esta historia?, ¿cuál crees que haya sido su hipótesis?, ¿cómo
fue que se realizó su experimentación?, ¿crees que hayan tenido un análisis de
resultados?, ¿sí, no? y ¿por qué?, ¿a qué conclusiones llegaron?
Texto para reflexionar...
La historia del ácido acetil salicílico es un ejemplo interesante de cómo un compuesto del
campo de la tradición herbolaria se traslada a la terapéutica contemporánea. El empleo de
la corteza y las hojas de sauce para aliviar la fiebre se han atribuido a Hipócrates, pero fue
documentado con más claridad por Edmund Stone en una carta fechada en 1763 dirigida al
presidente de la Royal Society. Propiedades similares se atribuyeron a las pociones de la reina
de los prados (spiraea ulmaria, filepéndula, ulmaria), de donde proviene el nombre de aspirina.
La salicilina fue cristalizada en 1829 por Leroux y en 1836 Pina aisló el ácido salicílico.
En 1859 Kolbe sintetizó el ácido salicílico y hacia 1874 se estaba produciendo a nivel industrial.
Pronto se estaba utilizando para tratar la fiebre reumática, la gota y como antipirético general.
Sin embargo, su sabor desagradable y sus efectos secundarios gastrointestinales dificultaron
su tolerancia por periodos más o menos prolongados. En 1899, Hoffman, un químico de
los laboratorios Bayer, trató de mejor las características de los efectos secundarios del ácido
acetilsalicílico (que su padre estaba tomando por problemas de artritis).
Hoffman descubrió los trabajos previos del químico francés Gerhardt, quien había acetilado
el ácido salicílico en 1853, al parecer mitigando sus efectos secundarios, pero sin mejorar su
eficacia y, por lo tanto, abandonó el proyecto. Hoffman reanudó la búsqueda y Bayer comenzó
a someter a prueba el ácido acetil salicílico (ASA, acetylsalicylic acid) en animales en un
contexto industrial) y poco después procedió a realizar estudios en seres humanos y a la
comercialización del ácido acetilsalicílico (aspirina).
Fuente: Goodman y Gilman. (s/f). Bases farmacológicas de la terapéutica, 12ª. ed. McGraw Hill.
Al finalizar consulta el apartado de respuestas.
42
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Reflexionemos sobre la actividad 3
¿De qué te das cuenta?
Los medicamentos son sustancias indispensables que se utilizan en medicina para el
tratamiento de diversidad de enfermedades, como te habrás dado cuenta algunos de estos tienen varias
funciones, un ejemplo es el ácido acetilsalicílico que disminuye la fiebre, mitiga el dolor y desinflama. Pero
por otra parte además de ayudar también tienen efectos secundarios poco deseables. La mayoría de los
medicamentos que hoy conocemos tienen una historia que contar, fueron descubiertos gracias a su uso a
través de recetas caseras o de tratados de herbolaria, que ahora llamamos medicina tradicional.
En tu comunidad o tu familia ¿qué plantas medicinales utilizan?, ¿aún se practica alguna forma de
medicina tradicional? Por ejemplo en algunos lugares se utiliza el epazote de zorrillo para las lombrices,
la manzanilla para el dolor de estómago, el zompantle para acelerar el proceso del parto, etc.
Comenta con tus compañeros y en tu cuaderno de trabajo anota 3 plantas medicinales que se utilicen
de manera cotidiana, en tu casa o comunidad. Al final de la actividad podrás consultar en el apartado de
respuestas un modelo de solución que te ayudará a comparar tus resultados.
Aprende más
El método científico como herramienta importante
para la resolución de problemas
El método científico es de suma importancia en general para todas las ciencias y
no sólo en la Química, dado que cada uno de los pasos que lo integran nos lleva a
descubrir de manera ordenada, sistemática y basada en la experimentación nuevos
hechos o fenómenos y a la resolución de distintos problemas del entorno. Por
ejemplo, en la Química el método científico ha contribuido a resolver problemas de
energía, desarrollo alimenticio, textil, agropecuario y producción en general, entre
otros.
La acertada solución a un problema sólo se dará cuando se haya sometido a un
proceso de análisis de investigación. En la vida diaria enfrentamos problemas y no
es común su análisis desde una óptica metodológica y técnica, lo que provoca que
si no sabemos plantearnos un problema, no podemos identificar sus causas, así
que los enfrentamos de manera superficial y los resolvemos poco o nada.
Es importante que apliques esta metodología en la ciencia, pero también en tu diario
hacer y promuevas la incorporación del método científico como una herramienta
cotidiana, de manera que puedas utilizarlo en los acontecimientos de tu vida.
43
B
loque I
Aplica lo aprendido
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Actividad 4
Instrucciones: en equipos de dos o tres integrantes realicen un experimento
aplicando los pasos del método científico.
Propósito: realizar un experimento simple manipulando papas en diversos medios
para que apliques el método científico y logres emitir un juicio de los resultados.
Material:
•
•
•
•
•
2 papas peladas y cortadas en cubos (del mismo tamaño).
Sal de cocina.
3 vasos de plástico trasparente.
1 cuchara pequeña.
1 botella de agua purificada.
Procedimiento:
•
•
•
•
•
•
Rotula cada vaso con los números 1, 2, 3.
Coloca en cada vaso agua purificada aproximadamente a la mitad.
En el vaso 1 disuelve 6 cucharadas razas de sal.
En el vaso 2 disuelve 3 cucharadas razas de sal.
En el vaso 3 sólo contendrá agua.
Introduce en cada vaso la misma cantidad de cubos de papa (pueden ser 5 o
más).
¿Qué te imaginas que va a pasar al cabo de dos o tres días?
Ahora te toca establecer una hipótesis, plantearte el problema, establecer tus
variables, diseñar un objetivo, dar un resultado y emitir una conclusión. Aplica el
método científico y revisa los pasos a seguir:
• Observación
• Planteamiento del problema
• Hipótesis
• Experimentación
• Análisis de resultados
• Conclusión
44
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
¿Los materiales utilizados en la práctica se relacionan con la Química?
Investiga de qué compuestos se forman las papas, qué elementos tienen el agua y
la sal.
Reflexionemos sobre la actividad 4
¿De qué te das cuenta?
El método científico es una serie de pasos que se realizan para solucionar problemas y
emitir juicios de acuerdo con los resultados obtenidos, es importante aplicarlo confrontando
situaciones de tu vida diaria que consideres un problema, si lo hacemos de manera
sistemática y ordenada estaremos haciendo ciencia de forma cotidiana y esto te ayudará a
emitir juicios críticos.
Si te enfrentaras al problema de que en tu comunidad están muy preocupados por la baja
producción de café o plátano, debido a que una plaga de hongos ha afectado 50% de la
cosecha (esto también lo puedes aplicar a otro producto que se genere en el lugar donde
vives), ¿cómo aplicarías el método científico?, ¿qué planteamiento harías?, ¿cuál sería tu
hipótesis?, ¿qué medirías?, ¿cuál sería tu resultado?, ¿qué conclusiones emitirías?
Reúnete con dos compañeros y en el cuaderno de trabajo respondan las preguntas y
después expongan sus conclusiones al profesor.
Al final de la actividad podrás consultar un modelo de solución en el apartado de
retroalimentación que te ayudará a comparar tus resultados.
45
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Cierre del bloque I
Recuerda revisar tu cuaderno de trabajo y verificar que cuentas con todas tus
actividades. No olvides poner número del bloque, número de la actividad y fecha en
la que la realizaste.
En resumen: en el bloque I aprendiste cómo se define la Química, los principales
descubrimiento y usos a lo largo de nuestra historia, las divisiones que facilitan
su estudio y cómo se relaciona con otras ciencias para el bienestar del hombre.
Finalmente, la aplicación del método científico en la ciencia para deducir leyes y
principios para la resolución de problemas de la vida diaria.
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una X en el nivel de avance
que tú consideras has logrado a lo largo del bloque I.
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente
49% o menos = No logré el aprendizaje
Nivel de avance
Conceptuales
Contenidos curriculares
46
Identificas los grandes momentos de la Química y su influencia en el desarrollo de la humanidad.
Aplicas el método científico como herramienta
importante para la resolución de problemas.
Conoces el campo de estudio de la Química y
su relación con otras ciencias.
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Organizas información y estableces parámetros
de referencia en conceptos históricos.
Aplicas el método científico y diferencias sus
etapas.
Relacionas la Química con otras ciencias.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Reflexionas sobre la importancia de la Química
en tu entorno y en avances de la ciencia,
cómo la relación con éstas impacta en el
hombre para su beneficio.
Asumes la importancia de la aplicación del
método científico para crear teorías y leyes.
47
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
48
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Instrumentos de evaluación del bloque I
Rúbrica para la elaboración de la línea del tiempo
La presente rúbrica te servirá para que realices la línea del tiempo. Cuando la
concluyas vuelve a este apartado y realiza la autoevaluación, verificando que has
cumplido con los criterios e indicadores señalados.
Rúbrica para evaluar línea del tiempo
Aspecto
Bien
Letras de
La línea del
buen tamaño, tiempo es
fácilmente
fácil de leer.
identificables.
La línea del
tiempo es fácil
de leer en 90%
de su contenido.
La línea del
tiempo es
fácil de leer
en 80% de
su contenido.
La línea del
tiempo es
fácil de leer
en 70% de
su contenido.
La línea del
tiempo no es
fácil de leer.
El hecho
histórico se
redacta completamente.
Todos los
hechos
están
debidamente
señalados.
El 90% de los
hechos están
debidamente
señalados.
El 80% de
los hechos
están debidamente
señalados.
El 70% de
los hechos
están debidamente
señalados.
El 60% de los
hechos están
debidamente
señalados.
Se indican
con precisión
y en orden
cronológico
todas las
fechas de los
eventos mencionados.
Se indican
con precisión
y en orden
cronológico
casi todas
las fechas de
los eventos
mencionados.
Tres de las
fechas no son
correctas, pero
en el resto hay
precisión y
orden cronologico.
Cuatro de
las fechas
no son
correctas,
pero en el
resto hay
precisión y
orden cronologico.
Cinco de las
fechas no
son correctas, pero en
el resto hay
precisión y
orden cronologico.
Las fechas
no son
correctas
y faltan
sucesos.
Contenido
recursos
Contiene por
lo menos de
10 imágenes
relacionadas
con la línea
del tiempo.
Contiene por
lo menos de 8
a 9 imágenes
por relacionadas con
la línea del
tiempo
Contiene por lo
menos 7
imágenes
relacionadas con la
línea del
tiempo
Contiene por
lo menos 6
imágenes
relacionadas
con la línea
del tiempo
Contiene por
lo menos 5
imágenes
relacionadas
con la línea
del tiempo
Sintaxis y
ortografía
Presenta
excelente
redacción y
ortografía
Buena redacción y sólo
tiene de 1 a
2 errores de
ortografía
La redacción es un
poco confusa y tiene 3
errores de
ortografía
La redacción
es confusa
y tiene 4
errores de
ortografía
La redacción
no es clara y
tiene más de
5 errores de
ortografía
Contenidos,
procesos y
hechos
Contenido de
fechas
Regular
Inadecuado
Muy bien
Legibilidad
Indicador Excelente
49
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Rúbrica para la elaboración del mapa mental
La presente rúbrica te servirá para que realices el mapa mental, al concluirlo
vuelve a este apartado y realiza la autoevaluación, verificando que has cumplido
con los criterios e indicadores señalados.
Criterios
Rúbrica para evaluar mapa mental
Indicador
Excelente
Muy bien
Colores, imágenes,
idea principal,
atractivo.
El mapa mental
despierta automáticamente el
interés del lector,
consiguiendo que
se vuelva receptivo y cooperativo.
Despierta el interés
pero no consigue
del todo recepción
y cooperación de
parte del lector.
Casi no despierta
interés y no
consigue que
el lector sea
receptivo ni
cooperativo con
el mismo.
Información completa y uso de las
imágenes específicas.
Presenta el
material o
información
necesaria de
forma clara y
ordenada, y es
idóneo para
ser recordado.
Muestra de
manera reducida
pero completa el
tema expuesto.
Presenta lo suficiente de manera
clara y ordenada,
y permite que se
recuerde. Es breve
pero carece de
algunos elementos.
El mapa no
presenta la
suficiente
información de
manera clara
ni ordenada,
no favorece
el recuerdo
del mismo. Es
breve y además
no cumple los
elementos
necesarios.
Creatividad e interés.
La presentación
es espontánea y
creativa.
La presentación
es aceptable, pero
poco creativa.
La presentación
deja mucho
que desear,
no demuestra
creatividad o
esfuerzo.
Interés
Información
necesaria
Presentación
50
Bien
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Lista de cotejo para el método científico
La presente lista de cotejo te servirá para que lleves a cabo las actividades donde
se aplica el método científico. Al concluirlo, vuelve a este apartado y realiza la
autoevaluación, verificando que has cumplido con los criterios e indicadores
señalados.
Criterio
Indicador
Definición del problema y selección
de variables.
Enuncia un problema o pregunta de
investigación concreta e identifica las
variables pertinentes.
Hipótesis.
Formula una respuesta tentativa a la
problemática en estudio.
Control de
variables.
Diseña un método que permite
controlar, en cierta medida, las
variables y las define.
Método de
obtención de
datos
Desarrolla un método que permite
obtener datos pertinentes y suficientes
como tablas, cuadros, etc.
Formación de
conclusiones
Enuncia una conclusión y la justifica
basándose en una interpretación
razonable de los datos.
Sí
No
51
B
loque I
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque I
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en
el desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente
escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la
utilización de medios, códigos y
herramientas apropiados.
5. Desarrolla innovaciones y
propone soluciones a problemas
a partir de métodos establecidos.
6.Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
52
Atributos
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
•
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a partir
de ellas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos de
manera reflexiva, comprendiendo como cada
uno de sus pasos contribuye al alcance de
un objetivo.
•
Ordena información de acuerdo con categorías, jerarquías y relaciones.
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumentos de manera
clara, coherente y sintética.
•
Define metas y da seguimiento a sus
procesos de construcción de conocimiento.
•
Articula saberes de diversos campos y
establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva, congruente
con los conocimientos y habilidades con los
que cuenta dentro de distintos equipos de
trabajo.
Nivel
de
avance
Reconoces a la Química como una herramienta para la vida
9. Participa en una conciencia
cívica y ética en la vida de su
comunidad, región, México y el
mundo.
•
10. Mantiene una actitud respetuosa •
ante la interculturalidad y la
diversidad de creencias, valores,
ideas y prácticas sociales.
Actúa de manera propositiva frente a
fenómenos de la sociedad y se mantiene
informado.
Dialoga y aprende de personas con distintos
puntos de vistas y tradiciones culturales
mediante la ubicación de sus propias
circunstancias en un contexto más amplio.
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente
en contextos históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida
cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
53
BLOQUE II. Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Bloque II
Comprendes la interrelación de la
materia y la energía
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Introducción
Habrás escuchado que todo lo que nos rodea, incluso nosotros mismos, es
materia. Y si todo es materia, ¿por qué es diferente en tamaños, formas, colores y
consistencias? Para conocer estas diferencias y entenderlas mejor, en este bloque
trataremos las características, propiedades y transformaciones de la materia por
acción de la energía.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias genéricas
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante
la utilización de medios,
códigos y herramientas
apropiados.
5. Desarrolla innovaciones
y propone soluciones
a problemas a partir de
métodos establecidos.
6. Sustenta una postura
personal sobre temas de
interés y relevancia general
considerando otros puntos
de vista de manera crítica y
reflexiva.
8. Participa y colabora de
manera efectiva en equipos
diversos.
Atributos
•
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo como cada uno de los pasos
contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías
y relaciones.
•
•
•
•
9. Participa con una conciencia
cívica y ética en la vida de su •
comunidad, región, México y
el mundo.
56
Elige las fuentes de información más relevantes para un
propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo
a su relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
Aporta puntos de vista con apertura y considera los de
otras personas de manera reflexiva.
Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la
sociedad y se mantiene informado.
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
•
11. Contribuye al desarrollo
sustentable de manera crítica,
con acciones responsables.
•
•
Asume una actitud que favorece la solución de
problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e
internacional.
Reconoce y comprende las implicaciones biológicas,
económicas, políticas y sociales del daño ambiental en
un contexto global interdependiente.
Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses
de corto y largo plazo con relación al ambiente.
Competencias disciplinares
•
•
•
•
•
•
•
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis
necesarias para responderlas.
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas
cotidianos.
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos
observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones
humanas de riesgo e impacto ambiental.
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la
realización de actividades de su vida cotidiana.
57
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
¿Con qué propósito?
Estableces la relación que existe entre las propiedades de la materia y los cambios
que se dan en ella por efecto de la energía, para valorar los beneficios y riesgos que
tiene el uso de la misma en su vida cotidiana y en el medio ambiente.
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Descripción
Metodología
1. La materia
•
•
•
•
Conceptuales
•
Concepto
Clasificación de la materia: sustancias puras o mezclas.
Propiedades de la materia: físicas y
químicas.
Estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso.
Cambios de la materia: físicos, químicos y nucleares.
•
•
•
Identificas y clasificas
conceptos.
Relacionas información.
Investigas
2. Energía y su interrelación con la materia
•
•
Clasificación de la energía.
Energías no contaminantes.
•
•
•
Procedimentales
•
•
58
Comprendes el concepto, las
propiedades y los cambios de la materia.
Caracterizas los estados de agregación
de la materia.
Expresas algunas aplicaciones de los
cambios de la materia en los fenómenos
que observas en tu entorno.
Argumentas la importancia que tienen
las energías limpias en el cuidado del
medio ambiente.
•
•
•
Realizas un collage de
la clasificación de la
materia.
Investigas fuentes de
energía y medidas de
seguridad en accidentes nucleares.
Realizas un mapa
conceptual de energías
limpias y no contaminantes.
Utilizas el método
científico.
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
•
•
Actitudinales
•
Reflexionas sobre la importancia del
cuidado del entorno al sobre explotar los
recursos naturales no renovables.
Reflexionas sobre qué fuentes de energía tendrá mayores posibilidades de
desarrollo en el futuro.
•
Reflexionas sobre la
importancia que tienen
las energías limpias en
el cuidado del medio
ambiente.
Asumes una actitud
propositiva en la
solución de problemas
ambientales en
diferentes ámbitos
para evitar el daño
ambiental y alcanzar
un equilibrio.
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque, todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
59
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
¿Qué tiempo vas a emplear?
Para el desarrollo del bloque II considera cinco horas que podrás distribuir de la
siguiente manera: lo más recomendable es que utilices tres horas para contenidos
temáticos y dos horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo de los bloques, por lo que es importante
que cuentes con un cuaderno de trabajo y que tengas la disposición para trabajar
de forma individual y grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
•
•
•
•
•
60
Evaluación diagnóstica
Tabla de ejercicios
Collage
Mapa mental
Práctica
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
¿Con qué conocimientos cuentas?
Evaluación diagnóstica
Para iniciar este bloque resuelve el siguiente crucigrama y encuentra los conceptos
de algunas definiciones que estudiaste en cursos anteriores. Escribe cada concepto
frente a su respectiva definición.
Vertical
2
Cuando se obtiene una nueva sustancia con propiedades distintas.
3
Es la energía que posee un cuerpo con base en su cantidad de movimiento.
4
Es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio.
6
Tipo de energía generada por el viento.
Horizontal
1
Cambio de estado de gas a líquido.
5
Capacidad de un cuerpo u objeto para realizar un trabajo.
7
Es la ciencia que estudia la materia, energía y espacio, así como la relación que existe
entre ellos.
61
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Verifica tus resultados en el apartado de retroalimentación en el apéndice 2 al final
del libro. Analiza el nivel de tus conocimientos: si de la actividad anterior tuviste de
6 a 7 aciertos, tu nivel es Bien; 4-5 es Regular y 3 o menos es No suficiente, lo que
significa que requieres reforzar tus conocimientos
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Bien
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus
conocimientos consultando en fuentes de información, como libros de texto,
diccionarios, revistas y otros materiales que tengas a tu alcance los siguientes
conceptos:
Materia, masa, peso, sólido, líquido, gaseoso, elemento, compuesto, mezcla y
energía.
Prepárate para introducirte al bloque II de Química, pero antes responde las
siguientes preguntas y coloca dentro del paréntesis la letra que corresponda.
S = Siempre
A = A veces
N = Nunca
(
)
(
(
)
)
(
)
En un trabajo colaborativo donde varias personas
emiten juicios, ¿mantienes una postura de tolerancia y
apertura?
Cuando escribes, ¿se te facilita ordenar tus ideas?
Las probables respuestas a un problema planteado en
una investigación se conocen como hipótesis. Ante una
investigación o práctica de laboratorio, ¿comúnmente
respondes a las problemáticas con posibles respuestas?
Cuando platicas con tus compañeros sobre un tema
polémico, ¿escuchas su punto de vista sobre el tema?
Bien = Siempre
¿Cómo evalúas tus competencias?
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
62
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N estás en proceso para
su desarrollo.
Aprende más
La materia: propiedades y cambios
Concepto
La materia es todo aquello de lo que están hechas las cosas del universo. La Química
es la ciencia que se ocupa de la materia y de los cambios que ésta sufre.
Materia: es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio.
Dentro de sus características principales están poseer masa, ocupar un espacio y
que para cambiar requiere la acción de la energía.
Ejemplos de materia
El agua es materia
63
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
La sal es materia
El acero es materia
Las estrellas son materia
Los gases son materia
64
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Con frecuencia nos referimos a los objetos usando términos como materia, masa y
peso. Para aclarar esto veamos las siguientes definiciones.
Masa: es la cantidad de la materia que tiene un cuerpo.
Todos los seres humanos tenemos masa y ocupamos un lugar en el espacio,
algunos más y otros menos.
Peso: corresponde a la acción de la fuerza de gravedad sobre la masa de un
objeto en particular.
A veces se confunde la masa con el peso. Pero como te puedes dar cuenta, no
es igual. Así que la próxima vez que escuches que alguien quiere bajar de peso
puedes decirle que en realidad lo que necesita es perder masa. Para pesar menos
entonces deberíamos ir a la Luna donde la gravedad es diferente con respecto a
Tierra. La masa de una persona en la Luna y en la Tierra es igual.
Clasificación de la materia
La materia se puede clasificar con base en su composición como sustancia pura o
como mezcla.
65
B
66
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Elemento
Es una sustancia pura imposible de descomponer mediante
métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias por
ejemplo: el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el cobre (Cu).
Compuesto
Sustancia pura posible de descomponer, mediante métodos
químicos ordinarios, en dos o más sustancias. Ejemplos: agua
(H2O), sal (NaCl), ácido sulfúrico (H2SO4).
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Mezcla
homogénea
Está formada por dos o más sustancias puras, no se pueden
distinguir las fases que la forman, por ejemplo, un refresco, la
solución salina, etc.
Mezcla
heterogénea
No es uniforme en su composición ni en sus propiedades.
Consta de dos o más porciones o fases físicamente distintas.
Se pueden distinguir a simple vista, por ejemplo, el agua con
el aceite, agua y arena, etc.
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: Identifica y clasifica las siguientes palabras y completa la tabla.
En tu cuaderno realiza una tabla semejante, mira tu entorno y encuentra elementos,
compuestos y mezclas.
Compara tus hallazgos con tus compañeros. Con esta información realizarás la
actividad 2 de forma individual.
67
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Aluminio, palomitas de maíz, agua de limón, sal de mesa, cobre, sodio, leche con
cereal, madera, papel, gasolina, aire, agua, aceite con agua, refresco, mercurio,
solución salina
Elemento
Compuesto
Mezcla
homogénea
Mezcla
heterogénea
Al finalizar compara las respuestas con tus compañeros y con la sección de
retroalimentación que se encuentra en el apéndice 2 al final de tu libro.
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: Realiza un collage, sigue los pasos.
1. Con el contenido de las tablas de la actividad anterior, realizarás un collage
donde muestres ejemplos de elementos, compuestos o mezclas.
2. Reúne suficientes recortes de revistas con contenidos que te interesen para tu
collage. Entre todos pueden llevar revistas para compartir.
3. Escoge un elemento, compuesto o mezcla y, que sea diferente para cada
compañero.
4. Recorta todas las imágenes que consideres que te pueden servir para tu idea del
collage, basándose tanto en las figuras como en el color y cualquier otro aspecto
que sea útil para transmitir tus ideas y sentimientos.
68
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
5. Realiza un boceto del orden en que te gustaría colocar cada una de las fotos.
Para esto simula la ubicación de las imágenes en una cartulina para que observes
la composición, así podrás hacer los ajustes que consideres necesarios antes de
pegar las ilustraciones.
6. Pega cada uno de los recortes de acuerdo con tu boceto o la idea final que hayas
generado en el paso anterior.
7. Al final expondrás ante el grupo tu collage y comentarán su experiencia. La
rúbrica de evaluación se encuentra al final del bloque, ahí encontrarás los puntos
básicos que deberás cubrir.
Ejemplo de collage: ciudad de Barcelona, España.
Propiedades de la materia
Son las características que nos permiten identificar, distinguir, clasificar y determinar
el uso de la materia. Todas las sustancias poseen propiedades, algunas físicas y
otras químicas.
• Físicas: son propiedades que se pueden medir u observar sin cambiar la
composición de las sustancia.
• Químicas: describen la capacidad de las sustancias para reaccionar con otras,
modificando su composición.
69
B
70
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Algunas propiedades físicas de la materia.
Propiedades extensivas
Propiedades intensivas
Volumen
Es la capacidad de la materia de
ocupar un lugar en el espacio.
Temperatura en la que coexisten
Punto de
en equilibrio la fase sólida y la fase
fusión
líquida de una sustancia.
Peso
Es la fuerza con la que la gravedad atrae un cuerpo a la Tierra.
Punto de Temperatura a la cual la presión
ebullide vapor de un líquido iguala la
ción
presión atmosférica externa.
Inercia
Es la propiedad por la que un
cuerpo se opone a cambiar el
estado de movimiento rectilíneo
uniforme o de reposo en el que
se encuentra.
Densidad
Masa de una sustancia dividida
entre su volumen.
Impenetrabilidad
Es la característica que impide
que dos cuerpos puedan ocupar
el mismo lugar.
Solubilidad
Máxima cantidad de soluto que
puede disolverse en una determinada cantidad de disolvente a una
temperatura específica.
Porosidad
Se refiere a la capacidad de la
materia de absorber gases o
líquidos debido a los espacios
entre las partículas que forman la
materia.
Divisibilidad
Capacidad de la materia para
fragmentarse.
Elasticidad
Es la propiedad que le permite a
la materia, dentro de cierto límite,
deformarse cuando se le aplica
una fuerza y recuperar su forma
original al dejar de aplicarle dicha
fuerza.
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: Las siguientes son propiedades físicas y químicas del hierro. En
parejas clasifíquenlas. Comparen al final con sus compañeros y complementen su
información.
Arde con el oxígeno, expuesto al aire libre, se corroe lentamente, se combina
directamente con los no metales, es un metal gris plateado, buen conductor de la
71
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
electricidad, es blando, dúctil y maleable, si se une al oxígeno forma óxido férrico de
color marrón rojizo y textura porosa, buen conductor del calor y la electricidad. Su
punto de fusión y ebullición son 1.528°C y 2.735°C respectivamente, es un buen
agente reductor.
Propiedades del hierro
Físicas
Químicas
De forma individual, completa el siguiente cuadro según consideres, después
discute con tus compañeros.
Si tomas una hoja y la cortas a la mitad qué pasa:
Efecto
¿Varía su
volumen?
¿Varía el color?
¿Varía su
densidad?
¿Varía su masa?
¿Varía su
composición?
72
Sí
No
¿Por qué?
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Al finalizar tu actividad consulta el apartado de retroalimentación en el apéndice 2
para que compares las respuestas con lo que tú contestaste.
Estado de agregación de la materia
Los estados comunes de agregación de la materia son sólidos, líquidos y gases.
Existe un cuarto estado, el plasma, y en años recientes el mundo científico dio a
conocer un quinto estado llamado condensación de Bose-Einstein.
Los estados de la materia dependen de las condiciones de temperatura y presión a
las que se encuentran sometidas las sustancias y de su naturaleza química.
En estado sólido, cada molécula está en un espacio pequeño entre moléculas
cercanas, por lo que vibra sin cambiar de lugar debido a su alta fuerza de cohesión,
pero si a una sustancia en
Líquido
Gaseoso
estado sólido se le aplica calor,
Sólido
sus moléculas la absorben y al
aumentar disminuye la fuerza
de cohesión y el sólido cambia
al estado líquido, si continúa
calentándose
se
reduce
la fuerza de cohesión y se
produce un cambio de estado
de líquido a gaseoso, donde
las moléculas se mueven de
un lado a otro libremente y
a gran velocidad chocando contra las paredes
que los contiene, lo que da como resultado la
denominada presión del gas.
Si bien los estados sólido, líquido y gaseoso
son los más comunes en la Tierra, la mayor
parte del Universo está constituido por materia
en estado de plasma. El plasma se forma de
partículas altamente ionizadas que se mueven
a gran velocidad. Un ejemplo de plasma son
los relámpagos que observamos cuando hay
tormentas.
Ejemplo de relámpago.
Características de los estados de
agregación de la materia.
Plasma: es materia gaseosa fuertemente ionizada, con
igual número de cargas eléctricas libres positivas y negativas.
73
B
loque II
Estado de la
materia
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Sólidos
Líquidos
Gases
Forma
Definida.
No poseen forma
definida, por lo tanto
adoptan la forma del
recipiente que los
contiene.
No poseen formas
definidas, por lo tanto
adoptan la forma del
recipiente que los
contiene.
Volumen
Poseen volumen fijo.
Poseen volumen fijo.
Poseen volumen
variable según.
Compresibilidad
Baja compresibilidad.
Compresión limitada.
Alta compresibilidad.
Fuerza entre sus
partículas
Muy fuerte.
Media.
Casi nula.
Ejemplo
Azúcar.
Gasolina.
Aire.
Cambios de la materia
Decimos que se produce un cambio de estado cuando la materia pasa de un estado
de agregación a otro debido a una variación en la temperatura o en la presión del
sistema.
Los cambios de estado no alteran la constitución interna de la materia y se clasifican
de acuerdo a como se indica en el siguiente diagrama.
74
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
La materia que nos rodea también sufre cambios, por ejemplo, si tomas una hoja de
papel y la arrugas, la hoja sigue siendo la misma, lo único que cambia es su aspecto, si la quemas se convierte en cenizas y se desprende humo. Éstos son cambios
simples de la materia y se clasifican en físicos, químicos y nucleares.
Los cambios físicos se presentan sin que se altere la composición de la sustancia,
sólo su forma, estado de agregación, tamaño o estado de reposo o movimiento, por
ejemplo: cortar, picar, romper, pintar de otro
color, etc. Es importante distinguir entre propiedad y cambio.
Los cambios químicos se presentan sólo cuando la composición de la sustancia se modifica.
Ejemplos: la oxidación del hierro, la fermentación, la putrefacción, la digestión de alimentos, la producción de una sustancia nueva.
Propiedad física
Cambio físico
Punto de fusión
Fusión de una sustancia
Solubilidad
Congelación del agua
Peso
Doblar una hoja
Volumen
Romper un jarrón
Ejemplo de cambio en la materia.
Los cambios nucleares son aquellos que involucran al núcleo del átomo. Este tipo de
cambios permite que un elemento cambie
a otro, si dicho elemento gana o pierde protones.
Dos de los procesos que se derivan de este
cambio son la fusión y la fisión nuclear.
75
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Instrucciones: Lleva a cabo lo que se indica en cada número.
1. Clasifica las propiedades físicas y químicas de la materia del siguiente listado y
explica el porqué de este cambio.
Hornear un pastel, ebullición del agua, digestión de los alimentos, encender un cerillo, corrosión de un metal, derretir cera, cambio de coloración de una manzana
cortada.
Cambios físicos
Cambio químicos
2. Busca cinco elementos de tu vida cotidiana que sufran los tres cambios de la
materia, y describe su proceso de transformación. Anota en tu cuaderno y compara con los de tus compañeros.
3. En la siguiente tabla identifica el cambio de estado del que se trata.
76
a)
Preparación de paletas de hielo
b)
Rocío que observas en la mañana
c)
Fusión de la nieve
d)
Polvo que se deposita en los muebles
e)
Solidificación de los metales para elaborar anillos
f)
Formación de las nubes
g)
Vidrios empañados cuando te bañas
h)
Putrefacción de comida
i)
Cuando dejas de regar una planta
j)
Cuando no se habita una casa por mucho tiempo
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Una vez que hayas concluido la actividad compárala con algunos de tus compañeros
y al final contrasta con la sección de retroalimentación en el apéndice 2 que se
encuentra en tu libro.
Reflexionemos sobre las actividades 1, 2, 3 y 4.
¿De qué te das cuenta?
Si miras a tu alrededor todo es materia, y está sujeta a diversidad de
cambios y transformaciones. Por ejemplo, cuando preparan la comida en
casa con diferentes materiales y los cuales pueden pasar del estado líquido
al calentarse y luego a sólido cuando se enfrían (caldo de res). O bien, todo
tú estás constituido por elementos, por compuestos y cuando respiras o
realizas ejercicio y sudas, eliminas otros ya transformados. ¿No te parece
esto increíble? La Química además ha desarrollado técnicas para identificar
los materiales a partir de sus propiedades físicas y químicas, así ha sido
posible identificar sustancias no permitidas en la sangre de deportistas a
través de los análisis llamados antidoping. Ahora imagina que vas en tu
automóvil a 100 kilómetros por hora, ¿qué cambios crees que sucedan con
las llantas del auto? Explica este fenómeno y comenta con tus compañeros,
escribe tu respuesta en tu cuaderno de trabajo y reflexiona con tu profesor.
Aprende más
Energía y su interrelación con la materia
La energía juega un papel primordial en la producción de objetos de uso cotidiano,
ya que es necesaria para realizar cualquier cambio o transformación de materia,
fenómenos como la fotosíntesis, la formación del arcoiris, la cocción de alimentos, el
movimiento al caminar, la respiración son ejemplos de la interacción entre la materia
y la energía.
Energía: es la capacidad de un objeto para realizar un trabajo.
77
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Cuando la energía interviene en los cambios de la materia se presenta de la manera
que la conocemos: luminosa, eléctrica, radiante, química, nuclear, entre otras. La
energía se manifiesta en diferentes formas y se transforma de una a otra.
Clasificación de la energía
Tipo de energía
Características
Potencial: energía almacenada en
los cuerpos en virtud de su posición o
condición.
Mecánica
Cinética: aquella que poseen los
cuerpos en movimiento.
78
Solar
La energía del Sol se transfiere a la
Tierra por ondas electromagnéticas
que se denominan energía radiante y
es producida en el Sol como resultado
de reacciones nucleares.
Luminosa
Proviene de la luz y es un conjunto
de radiaciones electromagnéticas que
podemos percibir por nuestro sentido
de la vista.
Ejemplo
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Química
Se manifiesta a través de las reacciones químicas como el incremento de
temperatura cuando reacciona un ácido con una base. No se puede medir
directamente como otros tipos, para
apreciarla se le convierte en energía
térmica.
Nuclear
Es la energía que se libera del núcleo
de un átomo durante la fisión o la fusión de núcleos atómicos.
Eólica
Energía que resulta de la acción del
movimiento del aire.
Hidráulica
Se origina por el movimiento del agua.
Calórica o térmica
Resulta del movimiento de las partículas de una sustancia, por lo que
proviene de la energía cinética de las
partículas.
Actualmente una de las preocupaciones a nivel mundial es encontrar formas alternativas de energía para el problema del agotamiento del petróleo y recursos no renovables. Si no se buscan y aplican otras formas alternativas de energía, el avance
de la humanidad podría detenerse. Por otra parte, es necesario generar conciencia
de que la quema excesiva de hidrocarburos (petróleo y carbón mineral) genera contaminación del aire, suelo y agua.
79
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Este panorama nos obliga a buscar nuevas fuentes de energía, que, por una parte
nos permitan brindar los bienes y servicios a una población y, por otra, no alteren el
equilibrio ambiental.
Energías no contaminantes
Se llaman energías limpias, alternativas o renovables aquellas que se obtienen de
fuentes naturales capaces de generarse o que se consideran inagotables. Entre
ellas está la energía solar, biomasa, mareomotriz, hidráulica, geotérmica y eólica.
Solar
Es la energía del Sol captada por celdas fabricadas con silicio y galio o
fósforo.
Biomasa
Es el combustible energético que se obtiene al utilizar recursos biológicos como la fermentación. Por ejemplo, la caña de azúcar o de maíz se
transforma en etanol para elevar el octanaje de las gasolinas o el estiércol
transformado a gas metano como combustible.
Mareomotriz
Utiliza la energía de las mareas para producir electricidad.
Hidráulica
Utiliza la energía cinética y potencial del agua. El agua de lluvia se almacena y la energía se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un
nivel inferior ocasionando el movimiento de ruedas o turbinas.
Geotérmica
Se obtiene de los yacimientos naturales de agua caliente, mediante la
perforación del suelo y canalizando el vapor por tuberías hacia un sistema
de turbinas.
Eólica
Utiliza la fuerza del viento para generar electricidad.
Aplica lo aprendido
Actividad 5
Mapa mental
Instrucciones:
1. En parejas elijan una de las preguntas de la parte de abajo, investiguen en libros
o en revistas científicas, respondan y entre todos intercambien sus respuestas.
80
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
a) ¿Cuál es el promedio de consumo de energía por persona a nivel mundial?
b) ¿Cuántos mexicanos somos y cuánta energía gastamos?
c) ¿Cuáles son las principales fuentes de energía en México?
d) ¿Cuáles son las principales fuentes de energía alternativa en México?
2. Investiguen sobre el accidente nuclear de Chernobyl, en Ucrania, mencionen
algunas medidas de seguridad que hoy se toman en cuenta para el trabajo eficiente y seguro de este tipo de plantas nucleoeléctricas. Anoten en el cuaderno
de trabajo la investigación y compartan con el grupo.
3. Realicen un mapa mental de las energías limpias o no contaminantes y expongan a sus compañeros.
Criterios para la elaboración de su mapa.
a) Actividad para realizarse en casa.
b) Por parejas
c) Investiguen sobre las energías no contaminantes en
México y en tu comunidad, así como la importancia de
éstas en el cuidado del medio ambiente.
d) Presenta tus conceptos estructurados de lo general a lo particular.
e) Utilicen representaciones gráficas para la elaboración del mapa mental.
f) Utilicen diferentes colores, realícenlo con limpieza en media hoja de papel bond
blanco o en una cartulina.
g) Una vez terminado preséntelo al grupo y comenten su investigación.
Consulta la rúbrica al final del bloque.
Reflexionemos sobre la actividad 5
¿De qué te das cuenta?
Imagina por un día vivir sin electricidad, ¿qué pasaría? Todo en
nuestro entorno se detendría. La electricidad es muy importante para las
actividades humanas. Ahora piensa que el Sol ya no emitiera su luz, las
plantas ya no podrían realizar fotosíntesis y por lo tanto no habría oxígeno,
el cual es indispensable para la vida en la Tierra. Piensa que pasaría si tu
cuerpo no pudiera transformar los alimentos que consumes. No podríamos
realizar nuestras funciones vitales. Por lo tanto, no hay materia en el universo
que no esté acompañada por algún tipo de energía. A tu parecer, ¿qué fuente
de energía tendrá mayores posibilidades de desarrollo? ¿En tu comunidad
se encuentra alguna? Escribe tu respuesta en tu cuaderno de trabajo y
reflexiona con tu profesor.
81
B
loque II
Aplica lo aprendido
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Actividad 6
Práctica
Más frío que el frío
Instrucciones: en equipos de dos o tres integrantes realicen un experimento aplicando los pasos del método científico. Inicien su experimentación a partir de la
siguiente pregunta, ¿la temperatura es uno de los factores que influyen en los estados de la materia y en el paso de un estado a otro? Formulen una hipótesis.
Propósito: Comprueba a través de la experimentación cómo la temperatura influye
en el estado de la materia para visualizar esos estados.
Material
•
•
•
•
Un vaso de 500 mL, preferentemente de cristal
Un vaso pequeño de 200 mL, preferentemente de cristal
Un termómetro
Una jeringa sin aguja de 5 mL
Reactivos
15 mL de agua
Hielo triturado
Sal común
Procedimiento
1. Mezcla la sal con el hielo y deposita esta mezcla en el vaso de 500 mL
2. Llena el otro vaso con agua e introduce el termómetro.
3. Después coloca el vaso en la mezcla de hielo y sal con mucho cuidado y sin
tanto movimiento.
4. Registra la temperatura inicial del agua y pasados 10 minutos registra nuevamente la temperatura.
5. Ahora, con el mismo termómetro agita suavemente el agua. Observa lo que sucede.
82
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Registra tus observaciones
Anota las temperaturas inicial y final que indica el experimento y los cambios que
hayas observado en el agua contenida en el vaso de 250 mL.
No olvides señalar tus variables dependientes e independientes.
Variables independientes: agua, sal y tiempo.
Variables dependientes: temperatura de la mezcla.
Elabora tus conclusiones a partir de tus resultados e hipótesis planteada (una ayuda
para plantearte una hipótesis es generar una pregunta como ¿la temperatura es un
factor que influye en los estados de la materia? La hipótesis es la probable respuesta: la disminución de la temperatura condiciona cambios en el estado del agua.
Usa como guía la lista de cotejo que está en la sección de evaluación del bloque.
83
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Cierre del bloque II
Recuerda revisar tu cuaderno de trabajo y verificar que cuentas con todas tus actividades. No olvides poner número del bloque, número de la actividad y fecha en la
que la realizaste.
En resumen: en este bloque comprendimos que todo lo que ocupa un lugar en el
espacio y tiene masa es materia y que se clasifica en sustancias puras, como los
elementos y los compuestos, y en mezclas homogéneas y heterogéneas.
También aprendimos que para distinguir y determinar las propiedades de la materia
las clasificamos en físicas y químicas, que las físicas pueden ser extensivas y específicas. Además que la materia presenta tres estados comunes: líquido, sólido y
gaseoso.
La materia se transforma constantemente bajo la acción de diferentes formas de
energía. Con base en la energía implicada, los cambios en la materia se clasifican
en tres tipos: físicos, químicos y nucleares.
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una X en el nivel de avance
que consideras has logrado a lo largo del bloque II.
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente.
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje.
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente.
49% o menos = No logré el aprendizaje.
Nivel de avance
Conceptuales
Contenidos curriculares
84
Defines y clasificas la materia.
Conceptualizas los estados de agregación de la
materia.
Identificas los cambios que experimenta la materia.
Diferencias entre las propiedades y los cambios
de la materia.
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Comprendes el concepto, las propiedades y los
cambios de la materia.
Caracterizas los estados de agregación de la materia.
Expresas algunas aplicaciones de los cambios de
la materia en los fenómenos que observa en su
entorno.
Argumentas la importancia que tienen las energías
limpias en el cuidado del medio ambiente.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Reflexionas sobre la importancia del cuidado del
entorno al sobre explotar los recursos naturales
no renovables.
Reflexionas sobre que fuentes de energía tendrá
mayores posibilidades de desarrollo en el futuro
85
B
loque I
Reconoces
a lalaQuímica
como de
unalaherramienta
la vida
Comprendes
interrelación
materia y la para
energía
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
86
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Instrumentos de evaluación
Rúbrica para la elaboración de collage
La presente rúbrica te servirá para que realices la actividad 2, al concluirla vuelve
a este apartado y realiza la autoevaluación, verificando que has cumplido con los
criterios e indicadores señalados.
Criterios
Uso de
imágenes y
colores
Indicador
Excelencia
Imagen que
representa
el tema.
Utiliza como estímulo
visual imágenes
para representar los
conceptos del tema.
El uso de colores
contribuye a asociar
y poner énfasis en
los conceptos.
El uso del espacio
muestra equilibrio
Armonía
entre las imágenes,
Uso del
que existe
líneas y letras. La
espacio,
entre imágecomposición sugiere
líneas y textos nes, líneas y
la estructura y el
letras.
sentido de lo que se
comunica.
Énfasis y
asociaciones
Explicación
Buena calidad
Nivel medio de
calidad
(debe mejorar)
No usan colores,
pero las imágenes
son un estímulo
visual adecuado
para representar
y asociar los
conceptos.
No se usan colores
y el número de
imágenes es
reducido y nada
tienen que ver con
el tema.
Uso poco
provechoso del
espacio y escasa
utilización de
imágenes, líneas
de asociación.
La composición
sugiere la
estructura y el
sentido de lo que
se comunica.
El uso del espacio no muestra
equilibrio entre las
imágenes, líneas y
letras, y se observan tamaños desproporcionados.
La composición
sugiere la estructura y el sentido de lo
que se comunica.
Se usan pocos
colores e
imágenes, pero
el tamaño de las
letras y líneas
permite identificar
los conceptos
destacables y sus
relaciones.
Se usan pocas
imágenes que
no expresan la
respuesta. Se
aprecian algunos
conceptos
sin mostrarse
adecuadamente
sus relaciones.
Imágenes,
colores y
letras de
tamaño adecuado que
permiten
identificar el
concepto.
El uso de los colores,
imágenes y el
tamaño de las letras
permite identificar
los conceptos
destacables y sus
relaciones.
Explica la
imagen y se
relaciona
con el tema.
Deberá explicar
en hoja aparte
Deberá explicar
qué significa cada
en hoja aparte qué
imagen y cómo se
significa cada imagen relacionan para
y cómo se relacionan abordar el tema,
para abordar el tema, de acuerdo con
de acuerdo con lo
lo aprendido. La
aprendido.
explicación es
confusa en relación
con las imágenes.
No explica el
significado de las
imágenes, lo que
revela que no hay
conocimiento sobre
el tema, y que sólo
escogió y pego las
imágenes al azar.
87
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Rúbrica para la elaboración del mapa mental
La presente rúbrica te servirá para que realices la actividad 5, al concluirlo vuelve
a este apartado y realiza la autoevaluación, verificando que has cumplido con los
criterios e indicadores señalados.
Criterios
Interés
Información
necesaria
Presentación
88
Indicador Excelente
Bueno
El mapa mental
despierta
Colores,
automáticamente
imágenes,
el interés del lector,
idea princiconsiguiendo que se
pal atractiva.
vuelva receptivo y
cooperativo.
Despierta el interés
pero no consigue
del todo recepción
y cooperación de
parte del lector.
Tiene la
información
completa de
lo que se le
indicó, las
imágenes
son específicas.
No muestra
creatividad,
ni interés.
Presenta sólo
el material o
información
necesaria de forma
clara y ordenada, y
es idóneo para ser
recordado. Muestra
de manera reducida
pero completa el
tema expuesto.
La presentación es
espontánea, creativa
y placentera.
Suficiente
Casi no
despierta interés,
y no consigue
que el lector
sea receptivo y
cooperativo con
el mismo
El mapa no
presenta la
El mapa presenta
suficiente
lo suficiente de
información y
manera clara
no es clara ni
y ordenada, y
ordenada, no
permite que se
favorece el
recuerde. Es breve
recuerdo del
pero carece de
mismo. Es breve
algunos elementos.
y además le
faltan elementos.
La presentación
es aceptable, pero
poco creativa y
placentera.
La presentación
deja mucho
que desear,
no demuestra
creatividad
o esfuerzo,
y no resulta
placentera a la
vista.
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Lista de cotejo para el método científico
La presente lista de cotejo te servirá para que te guíes al realizar las actividades
donde se aplica el método científico, al concluirlo vuelve a este apartado y realiza
la autoevaluación, verificando que has cumplido con los criterios e indicadores señalados.
Criterio
Indicador
Definición del
problema y
selección de
variables
Enuncia un problema o pregunta de investigación
concretos e identifica las variables pertinentes.
Hipótesis
Formula una respuesta tentativa a su problemática.
Control de
variables
Diseña un método que permite controlar, en cierta
medida, las variables y las define.
Método de
obtención de
datos
Desarrolla un método que permite obtener datos
pertinentes y suficientes como tablas, cuadros, etc.
Formación de
conclusiones
Enuncia una conclusión y lo justifica a partir de una
interpretación razonable de los datos.
Sí
No
89
B
loque II
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque II
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en el
desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = B (No la he desarrollado)
Competencia genérica
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la
utilización de medios, códigos y
herramientas apropiados.
5. Desarrolla innovaciones y
propone soluciones a problemas
a partir de métodos establecidos.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia
cívica y ética en la vida de su
comunidad, región, México y el
mundo.
11. Contribuye al desarrollo
sustentable de manera crítica,
con acciones responsables.
90
Atributos
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos de
manera reflexiva, comprendiendo como
cada uno de los pasos contribuye al
alcance de un objetivo.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumenta de manera
clara, coherente y sintética.
•
Aporta puntos de vista con apertura
y considera los de otras personas de
manera reflexiva.
•
Contribuye a alcanzar un equilibrio entre
el interés y bienestar individual y el
interés general de la sociedad.
•
Asume una actitud que favorece la
solución de problemas ambientales
en los ámbitos local, nacional e
internacional.
Nivel
de
avance
Comprendes la interrelación de la materia y la energía
Competencias disciplinares
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de
problemas cotidianos.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los
rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
•
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y
valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
91
Bloque III. Explicas el modelo atómica actual y sus aplicaciones
Bloque III
Explicas el modelo atómico
actual y sus aplicaciones
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Introducción
A través de la historia, la vida del hombre y su contexto han experimentado constantes
cambios que van desde las primeras armas elaboradas de piedra y metales en
bruto, hasta las sofisticadas armas de nuestros días; desde el uso de ruidos de
tambor o de remedios herbolarios, hasta el desarrollo de las nuevas tecnologías en
comunicación, en el área de salud, en el transporte y muchos más. En este bloque
aprenderás que muchos científicos interesados en el desarrollo y beneficio del
hombre han realizado estudios exhaustivos y han desarrollado modelos atómicos
para explicar su comportamiento y el de la materia que los constituyen procurando
aproximarse a la realidad.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias
genéricas
Atributos
•
1. Se conoce y valora a sí mismo y
aborda problemas y retos teniendo
•
en cuenta los objetivos que persigue.
Enfrenta las dificultades que se le presentan
y es consciente de sus valores, fortalezas y
debilidades.
Administra los recursos disponibles teniendo
en cuenta las restricciones para el logro de sus
metas.
3. Elige y practica estilos de vida
saludables.
•
Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen
a su desarrollo humano y el de quienes lo rodean.
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización
de medios, códigos y herramientas
apropiados.
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
Identifica las ideas clave en un texto o discurso
oral e infiere conclusiones a partir de ellas.
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir de
métodos establecidos.
94
•
•
•
Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
•
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y relevancia
general considerando otros puntos
•
de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia cívica
y ética en la vida de su comunidad,
región, México y el mundo.
10. Mantiene una actitud respetuosa
ante la interculturalidad y la
diversidad de creencias, valores,
ideas y prácticas sociales.
•
•
Elige las fuentes de información más relevantes
para un propósito específico y discrimina entre
ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
Define metas y da seguimiento a sus procesos de
construcción de conocimiento.
Articula saberes de diversos campos y establece
relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva, congruente con
los conocimientos y habilidades con los que
cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.
•
Actúa de manera propositiva frente a fenómenos
de la sociedad y se mantiene informado.
•
Dialoga y aprende de personas con distintos
puntos de vista y tradiciones culturales mediante
la ubicación de sus propias circunstancias en un
contexto más amplio.
Competencias disciplinares
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en
contextos históricos y sociales específicos.
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis
necesarias para responderlas.
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas
cotidianos.
Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar
principios científicos.
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos
observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones
humanas de impacto ambiental.
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la
realización de actividades de su vida cotidiana.
95
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
¿Con qué propósito?
Reconoces los modelos atómicos que dieron origen al modelo atómico actual y
sus aplicaciones en la vida cotidiana, a través del comportamiento de las partículas
subatómicas, sus propiedades, su configuración electrónica y la resolución de
ejercicios.
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Conceptuales
Descripción
1. Modelos atómicos y partículas subatómicas.
2. Conceptos básicos (número atómico,
masa atómica y número de masa).
3. Configuraciones electrónicas y los
números cuánticos.
4. Los isótopos y sus aplicaciones.
•
•
Procedimentales
Actitudinales
96
•
•
Metodología
•
•
•
Identificas modelos
atómicos.
Distingues aportaciones
científicas.
Reconoces información.
•
Organizas las aportaciones científicas.
Construyes modelos de las distintas
•
teorías atómicas.
Resuelves ejercicios de masa ató•
mica, número de masa y número
atómico.
Realizas una línea del
tiempo.
Construyes una maqueta
de los modelos atómicos.
Resuelves ejercicios
prácticos.
•
Reflexionas sobre la
utilidad de los isótopos
en la vida cotidiana
y comprendes las
implicaciones ecológicas,
económicas y sociales
que tiene su uso.
Reflexionas sobre las ventajas y
desventajas del uso de isótopos
radiactivos en la vida diaria.
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque, todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
¿Qué tiempo vas a emplear?
Para el desarrollo del bloque III considera diez horas que podrás distribuir de la
siguiente manera: emplea cinco horas para abordar los contenidos temáticos y 5
horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo del bloque, por lo que es importante que
cuentes con tu cuaderno de trabajo. Trabajarás tanto de forma individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
•
•
•
•
•
Evaluación diagnóstica
Maqueta de modelos atómicos
Elaboración de un mapa conceptual
Ejercicios prácticos
Boletín informativo
97
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
¿Con qué conocimientos cuentas?
Has llegado al tercer bloque del curso de Química I, y es importante recordar lo que
aprendiste con anterioridad.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Responde individualmente lo que se te pide.
1. Subraya la opción que se relacione mejor con cada uno de los conceptos que a
continuación se presentan. Al terminar compara tus respuestas con la sección
de retroalimentación en el apéndice 2 al final del libro.
Materia
a) Explosión
b) No se crea ni se destruye
c) Sustancias
Mezclas
a) H2O
b) Concentraciones
c) Homogéneas y heterogéneas
Estados de agregación
a) Elementos y compuestos
b) Sólido, líquido y gaseoso
c) Plasma
Átomo
a) Protones y neutrones
b) Orgánicos e inorgánicos
c) Compuestos
2. Observa con atención las siguientes imágenes y en tu cuaderno, describe lo
que piensas que representa cada una de ellas, posteriormente contesta las
preguntas.
98
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
A
B
C
Imagen
a) ¿Qué tienen en común las imágenes anteriores? ________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
b) ¿En qué son diferentes? ____________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
Al final compara tus respuestas con las que te proponemos en la sección de retroalimentación en el apéndice 2 al final del libro.
Si de la actividad anterior has respondido favorablemente 9 preguntas considera tu
resultado Bien, si has contestado correctamente 5 como Regular y menor a este
parámetro considéralo como No suficiente, por lo que Requieres reforzar el conocimiento.
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Bien
Regular
No suficiente
99
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus
conocimientos de los siguientes conceptos, consultando en fuentes de información
como libros de texto, diccionarios, revistas y otros materiales con los que cuentes a
tu alcance:
Materia y clasificación de la materia
Prepárate para introducirte al maravilloso mundo de la estructura atómica, pero
antes de iniciar, responde a las siguientes preguntas y coloca dentro del paréntesis
la letra que corresponda.
(
(
S = Siempre
A = A veces
N = Nunca
(
(
) En un texto, ¿puedes expresar de manera clara y precisa tus
ideas?
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones con
fundamento para lo cual, ¿consultas diversas fuentes?
) En un a exposición de ideas, ¿eres capaz de transmitir
argumentos coherentes y de forma clara?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades ,
¿investigas más por cuenta propia?
¿Cómo evalúas tus competencias?
Bien = Siempre
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S, considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N, estás en proceso para
su desarrollo.
100
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Para iniciar, reflexiona
¿Cómo imaginas que es un átomo?, ¿podrías representarlo con algún objeto que
se encuentre a tu alrededor?
Observa en tu entorno y busca un objeto que sea lo más parecido a tu idea de
un átomo, después comparte la idea con dos de tus compañeros, escribe en tu
cuaderno de trabajo una conclusión de las ideas que compartieron. Guarda la
conclusión en el cuaderno de trabajo y muestra al profesor los resultados.
Aprende más
Modelos atómicos y partículas subatómicas
Aportaciones científicas que contribuyeron al establecimiento del modelo
atómico actual
Para llegar al modelo atómico que tenemos en la actualidad, se han utilizado modelos
científicos que nos ayudan a comprender los fenómenos y nos dan una explicación
de algo que no podemos ver a simple vista. Estos modelos son aproximaciones de lo
que en realidad sucede, así entonces, desde que la ciencia y los químicos iniciaron
el estudio de la composición y de las propiedades de la materia, han desarrollado la
teoría atómica como un modelo científico para comprender la naturaleza del átomo.
Modelo científico: representación conceptual, gráfica o visual de un
fenómeno, sistema o proceso.
El átomo está constituido por un núcleo que contiene protones
y neutrones y una corteza o envoltura de electrones.
La materia está formada por átomos, y sus propiedades
como: dureza, maleabilidad, color, entre otras, dependen del
comportamiento de éstos.
Estructura del átomo.
101
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Pero te preguntarás, ¿cómo se puede afirmar
lo anterior? Para llegar a esta conclusión pasó
mucho tiempo y se dio mediante aportaciones
de diferentes científicos que lo investigaron.
El primer científico al que le debemos el concepto
de átomo es a Demócrito, filósofo griego, quien
afirmó que al dividir la materia se tendría que
llegar a un última partícula sólida e indestructible,
la cual ya no se podría dividir. A esta partícula la
llamó átomo, que significa indivisible.
Posteriormente Aristóteles refutó la teoría de
Demócrito y en su lugar apoyó la de Empédocles,
que sostenía que la materia estaba constituida
por cuatro elementos fundamentales tierra: aire,
Filósofo griego, que contribuyó a diversas
agua y fuego.
ciencias como las matemáticas, física, música
y fundó la doctrina atomista. Que concebía
el universo constituido por innumerables
corpúsculos o átomos sustancialmente
idénticos, indivisibles («átomo» significa, en
griego, inseparable).
Las propiedades de la materia se deben a la forma, tamaño y
movimiento de los átomos.
102
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Teoría atómica de Dalton
En 1803, el químico británico John Dalton
retomó el concepto de átomo, y con experimentos demostró la relación que tiene la masa en todas las sustancias. Se
le considera el padre de la teoría atómica
moderna.
John Dalton.
John Dalton, descubrió en 1792, que no
era capaz de distinguir colores, este problema es conocido actualmente como
Daltonismo.
El modelo atómico de Dalton puede resumirse así:
1. Los elementos están formados por partículas diminutas, indivisibles e indestructibles llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son idénticos y poseen las mismas propiedades.
3. Los átomos de distintos elementos presentan propiedades diferentes.
4. Los compuestos químicos se forman al unirse dos o más átomos de diferentes
elementos en proporciones fijas.
5. Los átomos se combinan para formar compuestos en proporciones definidas,
uno a uno, dos a uno, dos a dos, etcétera.
6. Los átomos de dos elementos se pueden combinar en proporciones diferentes
para formar compuestos diferentes.
Dalton consideraba al átomo
como una esfera sólida, pequeña,
indivisible y de peso fijo.
103
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Modelo atómico de Thompson
En 1897, el científico británico Joseph
J. Thompson realizó experimentos con
rayos catódicos y al someterlos a un
campo magnético externo pudo observar que se desviaban de su trayectoria.
Joseph J. Thompson.
Descubrió una nueva partícula, mil veces más ligera que el hidrógeno, que
posteriormente sería conocida como
electrón.
Estos experimentos llevaron a Thompson a inventar el primer espectrómetro de
masas.
Modelo del primer espectrómetro de Joseph J. Thompson.
Postulados de Thompson
1. El átomo es una esfera de electricidad positiva en la que se encuentran
inmersos los electrones.
2. A las partículas eléctricamente negativas, presentes en la materia, las
llamó electrones.
3. Aún concebía al átomo como una
partícula compacta e indivisible.
104
En 1910 Thompson propuso un modelo
atómico semejante a una gelatina con
pasas.
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
El átomo de Rutherford
En 1911, el físico neozelandés, junto con su equipo de trabajo realizó diferentes experimentos
en los que utilizaron rayos provenientes de una
fuente radiactiva para determinar la estructura
atómica.
Ernest Rutherford está
considerado como uno de los
padres de Física Atómica.
Aportaciones de Rutherford al modelo atómico
1. El experimento de Rutherford estableció que
el protón es un componente del núcleo.
2. El átomo está formado por un pequeño núcleo con carga positiva y alrededor de él se
encuentran los electrones describiendo diferentes trayectorias.
3. Toda la carga positiva y también casi toda la
masa se concentra en el núcleo atómico.
4. A las partículas positivas las llamó protones y
dedujo que los átomos, al ser eléctricamente
neutros, tienen la misma cantidad de protones que de electrones.
El átomo posee un núcleo positivo muy
pequeño, alrededor del cual se mueven
los electrones.
105
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
El átomo de Chadwick
James Chadwick
Estudió bajo la tutela
de Rutherford en
la Universidad de
Manchester.
En 1932, el físico inglés James Chadwick, confirmó la existencia de otra partícula subatómica en el núcleo del átomo que no contenía energía eléctrica: el
neutrón.
Contribuciones de Chadwick a la estructura atómica
1. Determinó que los neutrones son partículas subatómicas que no tienen carga
eléctrica, y cuya masa es casi igual a la de los protones.
2. Los neutrones desempeñan un papel clave en la fisión nuclear, o la división de
átomos.
Los neutrones son partículas sin carga
eléctrica.
106
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aportación de Goldstein al modelo atómico
En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, llevó a cabo experimentos con el
tubo de Crookes, con la diferencia que
llevaba un cátodo metálico lleno de orificios.
1. Goldstein observó por primera vez a
los protones desde los rayos catódicos, por lo que a él se le acredita el
descubrimiento.
Eugen Goldstein introduce el
término de rayos catódicos.
2. Estas cargas se desprenden por el
choque de los electrones con los gases neutros.
Cátodo metálico perforado.
Partículas subatómicas
Como te das cuenta, desde mediados del siglo XIX varios científicos tuvieron grandes aportaciones al modelo atómico actual y al conocimiento de la estructura del
átomo. El estudio de la conductividad eléctrica de los gases a bajas presiones dio la
primera evidencia de que los átomos eran divisibles, a diferencia de lo que aportarón Demócrito y Dalton en sus postulados. Con esto se demuestra la existencia de
partículas subatómicas.
107
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Las 3
partículas fundamentales son el electrón, el protón y el neutrón.
En el átomo se pueden distinguir dos zonas específicas, la corteza y el núcleo:
1. L
os electrones son partículas de carga
negativa (−), constituyen la corteza del
átomo y son los responsables de los
enlaces que forman los átomos entre
sí.
2. Los protones son partículas de carga
positiva (+), diferencian a un átomo
de otro por el número de ellos que se
encuentran en el núcleo.
3. Los neutrones son eléctricamente
neutros (±), junto con los protones
determinan casi la masa total del
átomo.
El siguiente diagrama resume lo antes descrito:
108
Zonas específicas del átomo
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: En trabajo colaborativo con uno de tus compañeros, relaciona las
siguientes columnas sobre las características que corresponden a las partículas
subatómicas antes vistas (se pueden repetir). Al finalizar comparen sus resultados
con otras parejas.
Se localiza en la corteza del átomo ………....................... (
)
Tiene carga positiva …………………………….................. (
)
b) Protón
Se localiza en el núcleo y no tiene carga
eléctrica……………………................................................. (
)
c) Neutrón
Su símbolo es e-................................................................ (
)
Es la partícula con masa más pequeña............................
(
)
Se encuentra en el núcleo y su símbolo es p+..................
(
)
Su masa es casi igual a la del protón...............................
(
)
Su símbolo es no...............................................................
(
)
a) Electrón
Al final compara tus respuestas con las del apartado de retroalimentación en el
apéndice 2 al final del libro.
109
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aprende más
Conceptos básicos (número atómico, masa
atómica y número de masa)
Puesto que todos los átomos pertenecen a algún elemento químico, es necesario
establecer criterios para identificarlos, por lo cual se introducen algunos conceptos
relativos al átomo.
• Se representa con la letra Z.
• Determina la identidad de un átomo.
• Representa el número de protones localizados en el
núcleo.
• Su valor determina muchas de las propiedades físicas y
químicas de un átomo.
• Número atómico (Z) = p + = e−
Número
atómico
Masa atómica
Número de
masa
• Se representa con la abreviación: m.a.
• Corresponde al promedio de las masas de los isótopos
considerando la abundancia en la naturaleza.
• La masa atómica de un elemento en la tabla periódica no
es un número entero.
• m.a.= (A1 × % abundancia) + (A2 × % abundancia) + ...) / 100.
• Se representa con la letra A.
• Corresponde a la suma de protones y neutrones que hay en
el núcleo atómico.
• Número de masa (A) = ( p+ + no ) = ( Z + no)
Isótopos: átomos de un mismo elemento con igual número atómico,
pero diferente número de neutrones en su núcleo y, por lo tanto, su masa
atómica es distinta.
110
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Ejemplo1: Sodio (Na)
m.a.= 22.989 ≈ 23
Como puedes observar, el valor de la masa atómica no es un número entero sino
uno decimal. Sin embargo, el número de masa sí corresponde a un número entero,
pues es la suma del número de electrones y neutrones. Generalmente para realizar
cálculos en los que interviene la masa atómica utilizamos para operar el número de
masa, que es un número entero que expresa la suma de protones y neutrones del
isótopo más abundante. Pero, por convención, también se ha adoptado el redondeo
de la masa atómica al número entero más cercano.
sí, en el ejemplo, observas que el sodio tiene una masa atómica de 22.989 uma que
redondeado es igual a 23. El berilio (Be) tiene una masa atómica de 9.0121 uma
que redondeado es igual a 9.
Es decir, que en los valores cuyas masas atómicas la parte decimal sea mayor de
0.5 (>0.5) su valor se redondea al número entero inmediato superior, y si es menor
que 0.5 (<0.5) se trunca al número entero.
Para esta convención existen en la práctica dos excepciones, el cloro (Cl) que se
emplea 35.5 como número de masa y el cobre (Cu) en el que se emplea 63.5.
Ejemplo 2: Completa la siguiente tabla con los datos que faltan.
Elemento
Símbolo
Z
A
Hierro
Fe
26
56
Neón
Ne
p+
no
e−
26
22
10
10
Solución:
Elemento
Símbolo
Z
A
p+
no
e−
Hierro
Fe
26
56
26
30
26
Neón
Ne
10
22
10
12
10
111
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Ejemplo 3: Calcula la masa atómica del cloro a partir de los porcentajes de cada
isótopo.
Isótopo
Cl - 35
Cl - 37
Abundancia en la naturaleza (%)
75.77 %
24.24 %
Masa del isótopo
36.9659
36.9659
Solución:
Ahora compara el resultado con la tabla periódica y observa que el dato obtenido
es más preciso.
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: Lee con atención y contesta cada uno de los apartados siguiendo
las instrucciones que se proporcionan.
1. Completa la siguiente tabla y, posteriormente, compara los resultados con el
apéndice de respuestas que se encuentran al final del libro. Para los símbolos
de los elementos consulta la tabla periódica que se encuentra en el apéndice 1.
Elemento
Fósforo
Cloro
Oro
Plomo
Plata
Potasio
Magnesio
112
Símbolo
Z
A
p+
no
e−
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
2. Calcula la masa atómica de los siguientes elementos y compara los resultados
con el anexo de respuestas y posteriormente con el valor que aparece en la tabla
periódica.
a)
Isótopo
Abundancia
Masa del isótopo
C-12
98.893 %
12
C-13
1.107 %
13
Isótopo
Abundancia
Masa del isótopo
K- 39
93.26 %
38.96
K- 40
0.12 %
40
K- 41
6.73 %
40.96
Cálculo
Resultado:
b)
Cálculo
Resultado:
Reflexionemos sobre las actividades 1 y 2
¿De qué te das cuenta?
•
Un átomo de cualquier elemento contiene en su núcleo protones y neutrones, y en su
corteza contiene los electrones.
• El número atómico de un elemento, además de indicarnos la cantidad de protones,
nos señala la cantidad de electrones, que son iguales en número porque el átomo es
eléctricamente neutro.
• Si conocemos el número de masa y el número atómico, o bien, el número de electrones
y/o protones, podemos calcular su número de neutrones. De tal manera que: A = Z + n°,
y al despejar: n° = A − Z.
Al ser el número de protones la identidad del átomo, si éste se le cambia por error,
estaríamos hablando de otro elemento, esto es semejante a la Clave Única de Registro de
Población (CURP) de cada uno de los habitantes de nuestro país, donde el último elemento
de esta clave evita la duplicidad de asignación. Si éste se cambia te refieres entonces a otra
persona. Por otro lado, en la actualidad es posible conocer la masa atómica de un elemento
mediante un instrumento llamado espectrómetro de masas, y en la tabla periódica ya puedes
encontrar la masa promedio de la mezcla de isótopos de cada uno de los elementos.
113
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aprende más
Los isótopos y sus aplicaciones
Como ya te diste cuenta, contrario a lo que Dalton
proponía sobre la igualdad de los átomos de un mismo elemento, mediante pruebas experimentales se
ha demostrado que, en la naturaleza, existen átomos
que siendo del mismo elemento no son idénticos, la
diferencia radica en el número de masa, es decir, en
el total de protones y neutrones. Y si el número de
protones representa la identidad del átomo, lo que
cambia es el número de neutrones. A estos átomos
se les llama isótopos.
Isótopos del litio
Un caso particular de isótopos son los del hidrógeno, que reciben el nombre de hidrógeno, deuterio y titrio, respectivamente, y como podrás observar en la figura la
variación radica en el número de neutrones.
A los isotopos del hidrógeno se les asigna
diferente nombre, según la variación del
número de neutrones.
Ejemplo:
Isótopo
114
Núm. de masa
Núm. de neutrones
Núm. de protones
35
18
17
36
19
17
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: Junto con un compañero trabaja los siguientes ejercicios.
1. Completa la siguiente tabla con los datos que te solicitan. Para los símbolos de
los elementos consulta la tabla periódica que se encuentra en el apéndice 1 del
libro.
Isótopo
Símbolo
21
p+
no
e-
Número de
Número
masa (A) atómico (Z)
Ne
Co
60
Nitrógeno-15
193
Ir
Potasio-39
2. Las siguientes son aplicaciones de diferentes isótopos en diversas áreas, como
la Medicina y Ciencias de la Tierra. Determina el número atómico, el número de
neutrones y el número de masa de cada elemento.
Isótopo
Z
no
A
Arsénico - 74. Se usa en la localización de tumores cerebrales.
Bromo - 82. Útil para hacer estudios en hidrología tales como,
determinación de caudales de agua, direcciones de flujo de agua y
tiempos de residencia en aguas superficiales y subterráneas.
115
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Isótopo
Z
no
A
Arsénico - 74. Se usa en la localización de tumores cerebrales.
Bromo - 82. Útil para hacer estudios en hidrología tales como, determinación de caudales de agua, direcciones de flujo de agua y tiempos de
residencia en aguas superficiales y subterráneas.
Fósforo - 32.Es un isótopo que emite rayos beta y se usa para
diagnosticar y tratar enfermedades relacionadas con los huesos y con la
médula ósea.
Radio - 226. Se emplea en tratamientos para curar el cáncer de la piel.
Oro - 198. Se aplica en la industria del petróleo, perforación de pozos
para búsqueda de petróleo.
Carbono - 14. Se utiliza para determinar cronologías y la edad o antigüedad de un fósil. También se usa para verificar la autenticidad de una pieza
de arte.
Cobalto - 60. Es uno de los 22 isótopos radiactivos de este elemento, se
utiliza como terapia para el cáncer. Se manejó en el primer tratamiento de
radioterapia.
Al finalizar consulta las respuestas en la sección de retroalimentación en el apéndice
2 al final del libro.
Reflexionemos sobre la actividad 3
¿De qué te das cuenta?
Los isótopos son de gran importancia, ya que se aplican en distintos campos
de la ciencia, por ejemplo, en la Medicina con los rayos X que emiten
radiaciones invisibles y pueden atravesar cuerpos, captan la estructura ósea
y así se puede detectar la fractura de algún hueso del cuerpo.
En la industria también se obtienen radiografías para verificar la estructura o
soldadura de algún edificio, avión, etc., y determinar su estado de deterioro
y darle mantenimiento si lo requiere.
116
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aprende más
Modelo atómico de Bohr
En 1913, el físico danés Niels Borh
desarrolló un modelo atómico abordando
las consideraciones de la Física cuántica
e incluyendo restricciones al modelo de
Rutherford y su modelo planetario.
Niels Borh.
Niels Borh, fue galardonado en 1922
con el Premio Nobel de Física "por su
investigación acerca de la estructura de
los átomos y la radiación que emana de
ellos".
La hipótesis de Bohr establece los siguientes postulados:
1. El átomo tiene un núcleo central diminuto
cargado positivamente.
2. Los electrones no pueden estar distribuidos
al azar, sino que giran alrededor del núcleo
ocupando niveles de energía específicos
describiendo órbitas circulares.
3. Los electrones pueden alcanzar niveles de
energía más altos por la absorción de cantidades fijas de energía.
4. A cada nivel de energía le asignó un número entero positivo al que denominó número En el modelo atómico de Bohr, los electrones
se mueven como lo hacen los planetas
cuántico principal (n), el cual sólo podía conalrededor del Sol.
tener un determinado número de electrones
de acuerdo con la fórmula 2n2.
117
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Número cuántico principal
2n2
Número máximo de electrones
1
2(1)
2
2
2
2(2)
2
3
2(3)2
18
4
2(4)2
32
8
Modelo atómico de Sommerfeld
En 1916, el físico alemán Arnold Sommerfeld modifica el modelo atómico de Bohr, en
el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían
girar en órbitas elípticas.
Arnold Sommerfeld.
Arnold Sommerfeld, introdujo en el modelo
atómico de Bohr las órbitas elípticas de los
electrones.
Aportaciones
1. Plantea que los electrones no sólo se mueven en orbitales circulares, sino también en forma elíptica.
2. La orientación de los orbitales se debe a la presencia de campos magnéticos.
3. El modelo afirma que existen subniveles de energía, lo que dio lugar al número
cuántico secundario o azimutal (l), que determina la forma de los orbitales.
4. Además propuso al número cuántico magnético (m) que describe las orientaciones espaciales de los orbitales magnéticos, es decir, indica el número de orbitales en el espacio.
Los electrones pueden girar en
órbitas elípticas.
118
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Modelo atómico de Dirac-Jordan
En 1926, el físico matemático alemán Pascual Jordan enunció las leyes que rigen en 1 movimiento de
las partículas atómicas, tiempo después Paul Dirac
retoma la teoría con mayor sencillez.
Aportaciones
1. El comportamiento del electrón puede ser descrito mediante cuatro funciones de onda.
Pascual Jordan,
elaboró una teoría
positivista sobre
el conocimiento
científico.
2. De lo anterior se deduce que el electrón debe rotar alrededor de su eje o espín electrónico.
3. Así, aparece el cuarto número cuántico espín (s)
que determina el giro del electrón.
Los electrones pueden rotar
alrededor de su eje.
Sabías que...
Una función de onda es la representación del estado físico de un
sistema de partículas.
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Instrucciones: Elabora una maqueta que represente las distintas teorías atómicas
en tercera dimensión con materiales reciclados o de uso común como: botellas,
papel, tela, cartón, alambre, unicel, entre otros. Para esto realiza lo siguiente:
119
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
a) Formen equipos de dos o tres personas.
b) Elaboren los modelos atómicos con material reciclado.
c)Preséntalos en orden cronológico y con un pequeño resumen de lo más
importante de esa aportación.
d) Consulten el ejemplo que te presentamos en la sección de retroalimentación en
el apéndice 2 al final del libro.
Reflexionemos sobre la actividad 4
¿De qué te das cuenta?
La creatividad es parte del desarrollo de las competencias que te permiten
elaborar modelos atómicos científicos.
Construir algún objeto de forma colaborativa te permite desarrollar la
creatividad al sumar las ideas de todos.
No es necesario un material determinado para desarrollar un modelo y lograr
una meta específica. También en este tipo de actividades debemos evitar
desperdicios y gastos innecesarios reutilizando materiales que tenemos a
nuestro alcance.
Aprende más
Configuración electrónica y números cuánticos
El uso de la mecánica cuántica y el desarrollo del modelo atómico actual de Schrödinger (físico austriáco) y Heisenberg (físico alemán) en la década de 1920, condujo a una percepción complementaria de la estructura electrónica del átomo donde
se establece lo siguiente:
• El electrón mantiene un comportamiento dual, es decir, como onda y como partícula en su movimiento alrededor del núcleo.
• No es posible predecir la trayectoria exacta del electrón.
120
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
• Los electrones de un átomo se localizan en siete niveles de energía, siendo el 1
el más cercano y el 7 el más alejado.
• En cada nivel energético, los electrones se encuentran distribuidos en diferentes
subniveles de energía, que por la forma gráfica en que se aprecian en el revelado de una placa fotográfica resultado del espectro de emisión electromagnético
(semejante a una radiografía) reciben los nombres de sharp, principal, difusse y
fundamental. Simbólicamente se representan por: s, p, d y f.
Números cuánticos
Los números cuánticos son parámetros asociados a magnitudes numéricas que
ayudan a determinar la distribución de los electrones en un átomo.
Los números cuánticos nos ayudan a entender la forma en que se distribuyen los
electrones en los orbitales atómicos. Se basan en la teoría cuántica que considera
que el átomo presenta un núcleo atómico formado por protones y neutrones y los
electrones se encuentran rodeándolo en niveles de energía específicos, describiendo trayectorias definidas, con una orientación determinada y los electrones girando
además sobre su propio eje. Los números cuánticos permiten determinar estas características.
A continuación estudiaremos los números cuánticos.
Número cuántico principal
•
•
•
•
•
•
•
•
Se representa con la letra (n).
Determina el nivel de energía en el que se encuentra un electrón.
Se representa por números enteros y toma
valores a partir de 1.
En Química se representan mediante letras
mayúsculas iniciando con la letra K.
Para los átomos que se conocen hasta ahora,
el máximo nivel de energía que ocupan los
electrones es 7.
Se relaciona con la distancia promedio del En este esquema la letra n=1=K, n=2=L, n=3=M,
n=4=N, n=5=O, n=6= P, n=7=Q.
electrón al núcleo.
Este número cuántico representa la energía
dentro del átomo, por lo tanto, a mayor valor,
mayor energía.
El máximo número de electrones que puede
soportar un nivel de energía se calcula
mediante la expresión 2n2, donde n es el nivel
de energía.
121
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Número cuántico secundario
•
•
Se representa con la letra ( l ).
También se conoce como número cuántico
azimutal.
• Determina la forma del orbital.
• Toma valores desde 0 hasta n-1, es decir,
a cada nivel energético le corresponde un
número específico de subniveles u orbitales.
Por ejemplo:
Si n = 1, entonces l = 0, lo que indica que, en el
primer nivel energético, el orbital tendrá una sola
forma.
Si n = 2, entonces l puede tener dos valores: 0
y 1. Si l = 0 se le asigna la letra s y si l = 1 se le
asigna la letra p.
Si n = 3, entonces l tiene 3 valores: 0, 1 y 2, lo
que indica que para el tercer nivel de energía,
habrá tres subniveles: s, p y d.
Si n = 4, entonces l tiene 4 valores: 0,1, 2 y 3, lo
que indica que para el cuarto nivel energético,
habrá 4 subniveles: s, p, d y f
• A cada subnivel, se le asignan las letras s, p,
d y f.
• Cada orbital soporta como máximo 2
electrones.
• Para los átomos que actualmente se
conocen son suficientes cuatro subniveles.
Representación del número cuántico
secundario o azimutal.
Número cuántico magnético
•
•
•
Se representa por la letra (m).
Determina la orientación del orbital en el
espacio (número de orbitales).
Se representa desde + l hasta – l incluyendo
el cero.
El número cuántico magnético
se representa con la letra m.
Número cuántico spin
•
•
•
•
•
Se representa por la letra s.
Número cuántico de spin.
Se relaciona con el giro del electrón.
Toma sólo dos valores + ½ y – ½.
Gráficamente se puede representar por dos
vectores en dirección opuesta. Como se
indica en la figura ↑↓.
El número cuántico spin, tiene relación con el giro
del electrón, a la derecha (+), a la izquierda (-).
122
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Valores que toman cada uno de los números cuánticos
Orbital
Orbital
Número máximo de electrones que
acepta
s
2
p
6
d
10
f
14
Valor de l
Valores de m
Valores de m
(– l….+…. l)
s
0
0
1
p
1
–1, 0, +1
3
d
2
–2, –1, 0, +1,+2
5
f
3
–3,–2, –1, 0, +1,+2, +3
7
Con lo anterior podemos determinar el valor de los números cuánticos. En este
momento veremos una representación general de éstos. En el siguiente tema los
integraremos.
Ejemplo: A partir de una configuración electrónica correctamente escrita es posible
determinar los valores de los cuatro números cuánticos.
a) 1H = 1s1
Analicemos ahora esta información para determinar los valores de los cuatro
números cuánticos
1. El elemento del que se trata es el hidrógeno y tiene un solo electrón.
2. Es importante identificar los siguientes elementos de esta configuración.
3. Como puedes observar, la figura nos indica que el electrón se ubica en el primer
nivel de energía, por lo tanto n = 1.
123
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
4. Otro elemento importante es el subnivel, el cual indica que es el orbital s, por lo
tanto l = 0.
5. Si el valor de m depende del valor de l, entonces puedes concluir que si l= 0, m
= 0.
6. Por último, sabes que en el subnivel s, sólo hay dos electrones y en este caso
nos indica que es 1, se trata del primer electrón, el cual gira hacia la derecha (+)
s=
o ↑.
Aplica lo aprendido
Actividad 5
Instrucciones: Siguiendo el esquema que se encuentra a continuación, desarrolla
un mapa conceptual en tu cuaderno de trabajo con la información que se te solicita
sobre los números cuánticos. Consulta la rúbrica que se te propone al final del bloque para apoyar la realización de tu actividad. Puedes hacer tu propio modelo de
mapa conceptual.
No olvides revisar la retroalimentación en el apéndice 2 al final del libro.
124
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Reflexionemos sobre la actividad 5
¿De qué te das cuenta?
Los números cuánticos son parámetros desarrollados que te permiten
conocer la ubicación más probable de un electrón en un átomo.
Aprende más
Configuración electrónica
Cuando se hace referencia a la configuración electrónica del átomo de un elemento determinado estamos hablando de la probable distribución de los electrones de
acuerdo con los parámetros cuánticos.
La configuración electrónica de un átomo es la distribución más estable de sus
electrones en los diferentes niveles, subniveles y orbitales en orden de energía
creciente.
La configuración electrónica permite identificar las propiedades y comportamiento
químico de los átomos de un elemento al conocer el número de electrones que se
encuentran en el nivel de energía más lejano al núcleo atómico. A estos electrones
se les conoce como electrones de valencia.
Para elaborar las configuraciones electrónicas se siguen los siguientes principios o
reglas.
Principio de exclusión de Pauli
Establece que un orbital sólo puede tener un máximo de dos electrones, los cuales deben tener un spin opuesto, por lo que dos electrones en un mismo átomo no
pueden tener iguales sus números cuánticos. El número máximo de electrones se
puede calcular con la fórmula 2n2.
125
B
loque III
Valor n
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Según la fórmula
2n2
Número máximo
de electrones
2(1)2
2
2(2)
2
8
2(3)
2
18
2(4)
2
32
1
2
3
4
Regla de edificación progresiva o principio de Aufbau
Establece que cada nuevo electrón añadido a un átomo entrará en el orbital disponible de menor energía. Los electrones deben acomodarse primero en aquellos
subniveles cuya suma de n + l sea la de menor valor.
El principio de Aufbau señala una serie de instrucciones acerca de la ubicación de los electrones en los
orbitales de un átomo e indica la asignación de electrones en función de su energía ascendente.
Para elaborar la configuración electrónica de los átomos, se sigue el orden que está marcado con la flecha
roja de la figura, iniciando con 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6,
4s2, 3d10, 4p6, etc.
Esquema del llenado de los
orbitales atómicos.
Recordemos que los exponentes o superíndices indican el número máximo de electrones que acepta un orbital de acuerdo con el número de orientaciones.
La regla de las diagonales es el resultado de la regla de la máxima sencillez o regla
de Yeou-Ta, que dice que los electrones se disponen primero ocupando los orbitales
en los que la combinación n + l es de menor valor.
Valor de n
1
2
3
4
126
Valor de l
n+l
0
s
1
0
s
2
1
p
3
2
d
5
1
p
4
0
s
3
3
f
7
2
d
6
1
p
5
0
s
4
Valor de n
5
6
7
Valor de l
n+l
3
f
8
2
d
7
1
p
6
0
s
5
2
d
8
1
p
7
0
s
6
1
p
8
0
s
7
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Para comprender la tabla anterior y el esquema de las diagonales como resultado
de ella, observa con detenimiento la siguiente tabla:
1
2
3
3
4
4
5
5
5
6
6
6
7
7
7
7
8
8
8
1+0
2+0
2+1
3+0
3+1
4+0
3+2
4+1
5+0
4+2
5+1
6+0
4+3
5+2
6+1
7+0
5+3
6+2
7+1
1s
2s
2p
3s
3p
4s
3d
4p
5s
4d
5p
6s
4f
5d
6p
7s
5f
6d
7p
2
2
6
2
6
2
10
6
2
10
6
2
14
10
6
2
14
10
6
Si observas el orden de esta tabla y lo comparas con el esquema de las diagonales,
comprobarás que es idéntico.
Principio de máxima multiplicidad o regla de Hund
Establece que los electrones de un mismo nivel energético se distribuyen de uno
en uno con espines en el mismo sentido, en orbitales separados, siempre que sea
posible.
La distribución electrónica de cada uno de los átomos se puede comprender de
mejor manera con la representación gráfica de los electrones, sustituyendo los
superíndices o exponentes (número de electrones) por flechas o vectores, como se
muestra a continuación:
Para desarrollar la configuración electrónica se siguen los siguientes pasos:
1. Se tiene presente el esquema de la regla de las diagonales:
1s2I2s22p6 I3s23p6I4s23d104p6 I5s24d105p6 I6s24f145d106p6 I7s25f146d107p6
2. Se identifica el elemento y su número atómico, recuerda que:
Z= p+ y e¯
127
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
3. Se empieza a escribir el esquema hasta que la suma de exponentes o superíndices
nos dé el número de electrones (número atómico).
Ejemplo:
Elemento
Número
atómico Z
Configuración electrónica
C
6
1s2 2s2 2p2
K
19
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
Ag
47
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
Si observas los exponentes de cada una de las configuraciones de los elementos y las
contabilizas, el resultado será igual al número atómico.
Aplica lo aprendido
Actividad 6
Instrucciones: En parejas, elaboren las configuraciones electrónicas de los siguientes elementos y al finalizar comparen las respuestas con el apéndice 2 al final
del libro.
Elemento
Número
atómico
H
1
Kr
36
N
7
Fe
26
Configuración electrónica
Al finalizar consulta la sección de retroalimentación en el apéndice 2 al final del libro.
128
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aprende más
Regla de Kernel
Para simplificar la escritura de las configuraciones electrónicas se utiliza una notación que es abreviada, donde se usan los gases nobles más próximos anteriores.
A esta abreviación se le conoce como regla de Kernel. El símbolo del gas noble se
escribe entre corchetes [ ], de esta manera se indica que la configuración electrónica está incluida hasta ese electrón. Finalmente se completa con la configuración
electrónica hasta llegar al número de electrones del elemento en cuestión.
1. Nuevamente se utiliza el esquema resultante de la regla de las diagonales pero,
se abrevia utilizando los gases nobles:
He2
1s2
Ne10
1s2, 2s2, 2p6
Ar18
1s2, 2s2, 2p6,3s2,3p6
Kr36
1s2, 2s2, 2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6
Xe54
1s2, 2s2, 2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6
Rn86
1s2, 2s2, 2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p6,5s2,4d10,5p6,6s2,4f14,5d10,6p6
2. Se identifica el elemento y se usa el gas noble más próximo anterior entre corchetes. Se finaliza hasta completar el número de electrones del átomo en cuestión.
Para el ejemplo anterior, tenemos:
Elemento
Número atómico Z
Configuración electrónica
Uso de Kernel
C
6
1s2 2s2 2p2
[He] 2s2 2p2
K
19
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
[Ar] 4s1
Ag
47
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d9
[Kr] 5s2 4d9
Si observas los exponentes de cada una de las configuraciones de los elementos y las contabilizas,
el resultado será igual al número atómico.
129
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aplica lo aprendido
Actividad 7
Instrucciones: Junto con un compañero, realiza la configuración electrónica de los
elementos que se especifican, usando la regla de Kernel.
Elemento
20
Número
atómico
Ca
20
Pd
46
P
15
I
53
46
15
53
Regla de Kernel
Al finalizar compara con las respuestas en la sección de retroalimentación al final
del libro.
Aprende más
Configuración gráfica o diagrama energético
Este método implica representar gráficamente, por medio de flechas, cómo están
acomodados los electrones en sus orbitales o subniveles. Por convencionalismo
se puede decir que la flecha hacia arriba representa el spin a la derecha y la flecha
hacia abajo representa el spin hacia la izquierda.
130
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Ejemplo: Desarrolla la
diagrama energético del Silicio (Si).
configuración gráfica o
Solución:
Si partimos de las tablas anteriores:
Número de
orientaciones
1
3
5
7
Orbital
s
p
d
f
Número máximo de electrones que
acepta
2
6
10
14
Y de una configuración electrónica y regla de Kernel, tenemos lo siguiente 14Si:
Configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
Regla de Kernel: [Ne] 3s2 3p2
Pasamos la abreviación de la regla de Kernel para este átomo y vemos que el orbital
s tiene 1 orientación y 2 electrones; y el orbital p tiene 3 orientaciones y sólo dos
electrones, aplicando además el principio de Hund, queda de la siguiente manera:
Graficando tenemos:
131
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Aplica lo aprendido
Actividad
8
Instrucciones: Completa la siguiente tabla:
Elemento
55
Configuración
electrónica
Regla de Kernel
Configuración
gráfica
Cs
78
5
Pt
B
23
V
Consulta las respuestas en la sección de retroalimentación en el apéndice 2 al final
del libro.
Aprende más
Hasta ahora has aprendido que a partir de la configuración electrónica y mediante
el uso de los números cuánticos es posible conocer la distribución de electrones
en un átomo, pero antes de pasar a un ejemplo es importante conocer un nuevo
concepto:
Electrón diferencial
Se denomina electrón diferenciador al último electrón que se coloca en la secuencia
de la configuración electrónica, este puede ser identificado por sus cuatro números
cuánticos. La información del electrón diferenciador nos proporciona el número
atómico del elemento. En el siguiente ejemplo se trata del electrón en rojo.
132
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Ahora observa un ejemplo en el que se integran los conceptos anteriores.
Del siguiente átomo realizar: a) la configuración electrónica, b) regla de Kernel, c)
configuración gráfica y d) determina el valor de los 4 números cuánticos.
78
Pt
a)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d8
Para la configuración electrónica
usamos la regla de las diagonales.
b)
[Xe] 6s2 4f14 5d8
Para la regla de Kernel usamos
en corchetes el gas noble más
próximo anterior.
Para la configuración gráfica
vamos rellenando cada subnivel
con los respectivos electrones,
en el caso del último orbital sólo
tenemos 8 electrones por lo
que iniciamos rellenando con
positivos y después negativos.
c)
d)
n= 6
El nivel de energía es 6.
El subnivel es d, entonces l = 2
m= 0
Para el orbital d tenemos que el
valor de l = 2.
El último electrón de este átomo
está en
m = 0.
El giro del electrón es hacia la
izquierda o -1/2.
Si observas con detenimiento este ejercicio y lo comparas con la descripción e
información que proporcionan los números cuánticos respecto de la distribución de
los electrones en un átomo comprenderás los resultados.
Aplica lo aprendido
Actividad 9
Instrucciones: En equipos de tres integrantes completa la siguiente tabla:
133
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Orbital
11
Na
Configuración electrónica:
Regla de Kernel:
Configuración gráfica:
n:
m:
l:
s
Elemento
92
U
Configuración electrónica:
Regla de Kernel:
Configuración gráfica:
n:
m:
l:
s
Reflexionemos sobre la actividades 6, 7, 8 y 9
¿De qué te das cuenta?
La configuración electrónica de un átomo es la descripción de la distribución
de sus electrones a lo largo de los distintos orbitales de energía del átomo.
Según sea la configuración electrónica, el átomo tendrá unos electrones de
última capa, llamados electrones de valencia, que definen las características
del átomo, número de oxidación, valencia, tipo de enlace que forma, y que
podrás conocer los bloques que más adelante se presentan.
Lo anterior lo podemos asemejar con las características propias de una
persona, raza, idioma que hacen de cada lugar un sello distintivo. Por
ejemplo, cuando hablamos de una persona amarilla y de ojos rasgados, lo
primero que se te viene a la mente es una persona del continente asiático.
134
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Actividad integradora
Instrucciones: Forma un equipo de dos o tres integrantes y realiza un boletín
informativo en el que incluyan el contenido y los criterios que se presentan a
continuación:
Contenido
• Investiga dos isótopos radiactivos (en la actividad 2 se dieron algunos ejemplos,
es recomendable que se investiguen diferentes).
• Describir su uso y analizar las ventajas y desventajas de esos isótopos radiactivos.
• Argumentar la importancia y describir cómo ha cambiado la vida del ser humano
a partir de su descubrimiento.
• Al final aportar una breve conclusión del tema.
Criterios
• El boletín informativo deberá realizarse en una hoja tamaño carta.
• Deberá incluir el tema al centro, la fecha y
nombre de autores.
• Deberá contener al menos dos fuentes de
información: libros o revistas científicas.
• Deberá contener en su estructura una
pequeña introducción, desarrollo del contenido
informativo y la conclusión.
• Puedes incluir fotos o imágenes.
• Revisen la rúbrica que se encuentra al final del
bloque para considerar los criterios solicitados
para elaborar el boletín.
Ejemplo de boletín.
135
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Cierre del bloque III
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una (X) en el nivel de avance que tú consideras que has logrado a lo largo del bloque III.
Interpretación del nivel de avance:
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente.
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje.
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente.
49% o menos = No logré el aprendizaje.
Nivel de avance
Conceptuales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Identificas la secuencia de los modelos atómicos.
Distingues las aportaciones científicas a las teorías atómicas.
Reconoces la información de conceptos básicos
(número atómico, masa atómica y número de
masa).
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
Organizas las aportaciones científicas.
Construyes modelos de las distintas teorías
atómicas.
Resuelves ejercicios de masa atómica, número
de masa y número atómico.
Resuelves ejercicios de configuración electrónica y números cuánticos.
136
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Reflexionas sobre las ventajas y desventajas del
uso de isótopos radiactivos en la vida diaria.
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
137
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Evaluación del bloque III
Instrumentos de evaluación
Rúbrica del mapa conceptual
Criterios
Bueno
Suficiente
El mapa conceptual
cuenta con todos los
puntos solicitados.
El mapa conceptual
El mapa conceptual
contiene el 80%
contiene menos del 805 de
de los contenidos
los contenidos solicitados.
solicitados.
Jerarquización
El mapa conceptual
presenta los
conceptos
estructurados de
lo general a lo
particular en forma
descendente.
El mapa conceptual
no presenta
los conceptos
estructurados de
lo general a lo
particular en forma
descendente, pero
se puede visualizar
el tema central y
sus conceptos.
Palabras de enlace
o
conectores
Se hace uso de
palabras enlace.
(conjunciones y
preposiciones).
Se hace uso de 1 o
No utiliza palabras enlace.
2 palabras enlaces.
Representación
gráfica
El mapa utiliza
adecuadamente las
representaciones
gráficas para
su elaboración:
rectángulos, elipses,
líneas descendentes.
El mapa utiliza
menos de 10
elementos gráficos
en su elaboración.
Hace uso de otros
elementos gráficos que
no son los requeridos en
la elaboración de mapas
conceptuales.
Presentación
Utiliza colores.
Se presenta con
limpieza.
No presenta faltas de
ortografía.
No incluye colores.
Tiene 1 manchas o
está sucio.
Presenta 1 o 2
faltas de ortografía.
No utiliza colores.
Presenta más de 3
manchones o borrones y
está sucio.
Tiene 3 o más faltas de
ortografía.
Contenido
138
Excelente
El mapa conceptual no
presenta los conceptos
estructurados se nota que
no logra estructurar de lo
general a lo particular y es
confuso.
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Instrumentos de evaluación
Rúbrica de boletín informativo
Indicadores
Criterios
Excelente
Bien
Suficiente
Contenido
Respeta la calidad de
presentación: (título,
fecha y autores).
Incluye 3 referencias bibliográficas.
Respeta los criterios
definidos en las instrucciones y la letra es
legible y clara.
Respeta la calidad
de la presentación.
Incluye 2
referencias
bibliográficas.
Respeta los
criterios definidos
de presentación.
Contenido
informativo
Fundamenta
adecuadamente su
discusión con base
en la información
adquirida.
El contenido de
la información es
bueno pero no está
fundamentada.
La información es pobre y
no está fundamentada.
Conclusión
Breve. Puntualiza los
aspectos más relevantes del tema.
Realiza una conclusión fundamentada.
No es suficiente
la información
para concluir y es
extensiva.
Es poco precisa la información para incluir todos los
aspectos del tema.
No respeta la calidad de la
presentación (no incluye
portada, no tiene nombre ni
fecha).
Incluye 1 referencia
bibliográfica.
Respeta los criterios
definidos de presentación.
139
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque III
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en el
desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
1. Se conoce y valora a sí mismo
y aborda problemas y retos
teniendo en cuenta los objetivos
que persigue.
3. Elige y practica estilos de vida
saludables.
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la
utilización de medios, códigos y
herramientas apropiados.
5.Desarrolla innovaciones y
propone soluciones a problemas
a partir de métodos establecidos.
Nivel de
avance
Atributos
•
Enfrenta las dificultades que se le
presentan y es consciente de sus
valores, fortalezas y debilidades.
•
Administra los recursos disponibles
teniendo en cuenta las restricciones para
el logro de sus metas.
•
Cultiva relaciones interpersonales que
contribuyen a su desarrollo humano y el
de quienes lo rodean.
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
•
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas.
•
Sigue instrucciones de manera reflexiva,
comprendiendo como cada uno de
los pasos contribuye al alcance de un
objetivo.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
Continúa...
140
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
Competencias genéricas
6.Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia
cívica y ética en la vida de su
comunidad, región, México y el
mundo.
10. Mantiene una actitud respetuosa
ante la interculturalidad y la
diversidad de creencias, valores,
ideas y prácticas sociales.
Atributos
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumentos de
manera clara, coherente y sintética.
•
Define metas y da seguimiento a
sus procesos de construcción de
conocimiento.
•
Articula saberes de diversos campos y
establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva,
congruente con los conocimientos y
habilidades con los que cuenta dentro de
distintos equipos de trabajo.
•
Actúa de manera propositiva frente a
fenómenos de la sociedad y se mantiene
informado.
•
Dialoga y aprende de personas con
distintos puntos de vistas y tradiciones
culturales mediante la ubicación de sus
propias circunstancias en un contexto
más amplio.
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el
ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
Nivel de
avance
Nivel de
avance
141
B
loque III
Explicas el modelo atómico actual y sus aplicaciones
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
•
Explícita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de
problemas cotidianos.
•
Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o
demostrar principios científicos.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y
los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos
científicos.
•
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
142
BLOQUE IV. Interpretas la tabla periódica
Bloque IV
Interpretas la tabla periódica
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Introducción
Como te has dado cuenta los seres humanos siempre hemos buscado una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al inicio se pensaba que se
clasificaban como aire, tierra, agua, fuego, pero con el paso del tiempo los avances
e investigaciones nos permitieron ver que la materia es más compleja. Hacia el siglo
XIX los químicos se vieron en la necesidad de ordenar y agrupar los nuevos elementos conforme se descubrían con la finalidad de simplificar su estudio, conocer
sus propiedades y comprender mejor su comportamiento químico al combinarse y
dar lugar a infinidad de compuestos químicos. Al inicio se clasificaron por masas
atómicas, hoy la estructura electrónica de los átomos es la base para la distribución
de los elementos en la tabla periódica, en la cual se organizan en clases, periodos
y grupos.
En este bloque conocerás el proceso histórico y el uso de la tabla periódica, considerándola como una herramienta que nos permite tener la información de las propiedades de los elementos.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias genéricas
1. Se conoce y valora a sí mismo y
aborda problemas y retos teniendo
en cuenta los objetivos que
persigue.
Atributos
•
•
•
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios,
•
códigos y herramientas apropiados.
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir de
métodos establecidos.
144
•
•
Enfrenta las dificultades que se le presentan
y es consciente de sus valores, fortalezas y
debilidades.
Administra los recursos disponibles teniendo
en cuenta las restricciones para el logro de sus
metas.
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
Identifica las ideas clave en un texto o discurso
oral e infiere conclusiones a partir de ellas.
Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
Interpretas la tabla periódica
Competencias genéricas
Atributos
•
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y relevancia
general, considerando otros puntos
•
de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés propio
a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia cívica
y ética en la vida de su comunidad,
región, México y el mundo.
11. Contribuye al desarrollo sustentable
de manera crítica con acciones
responsables.
•
•
Elige las fuentes de información más relevantes
para un propósito específico y discrimina entre
ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
Define metas y da seguimiento a sus procesos de
construcción de conocimiento.
Articula saberes de diversos campos y establece
relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva, congruente con
los conocimientos y habilidades con los que
cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.
•
Actúa de manera propositiva frente a fenómenos
de la sociedad y se mantiene informado.
•
Reconoce y comprende las implicaciones
biológicas, económicas, políticas y sociales
del daño ambiental en un contexto global
interdependiente.
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos
históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico,
consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables
a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.
145
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
¿Con qué propósito?
Identificas el orden de todos los elementos hasta ahora descubiertos y explicas la
importancia de comprender la organización de la tabla periódica para interpretar los
datos que ofrece.
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Conceptuales
Descripción
1. Elementos químicos:
• Grupo
•
• Periodo
• Bloque
•
2. Propiedades periódicas y su variación
•
en la tabla periódica.
3. Utilidad e importancia de los metales y
no metales para la vida socioeconómica
del país.
•
•
•
Procedimentales
•
•
Actitudinales
Metodología
•
Describes el proceso histórico de la
construcción de la tabla periódica.
Utilizas la tabla periódica para tener
información de los elementos químicos.
Ubicas a los elementos químicos
en la tabla periódica a través de la
interpretación de su configuración.
Identificas aplicaciones de metales, no
metales y minerales en el quehacer
humano.
Reconoces la importancia
socioeconómica de la producción de
metales y no metales en nuestro país y
el mundo.
Reflexionas sobre la importancia de los
metales y no metales en tu quehacer
cotidiano y el de tu contexto.
•
•
•
•
•
Identificas y clasificas
conceptos.
Relacionas información.
Investigas información
solicitada para ampliar
los temas.
Realizas una línea de
tiempo.
Resuelves ejercicios
prácticos.
Elaboras un ensayo.
Desarrollas una práctica.
Reflexionas de
manera ética sobre
la explotación de
elementos metálicos y
no metálicos.
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque, todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
146
Interpretas la tabla periódica
¿Qué tiempo voy a emplear?
Para el desarrollo de este bloque considera ocho horas que podrás distribuir de la
siguiente manera, emplea cinco horas para abordar los contenidos temáticos y tres
horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo del bloque, por lo que es importante que
cuentes con un cuaderno de trabajo y la disposición para trabajar tanto de forma
individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias:
•
•
•
•
Línea de tiempo
Ejercicios prácticos
Ensayo
Práctica
147
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
¿Con qué conocimientos cuentas?
Has llegado al cuarto bloque del curso de Química I y es importante recordar lo
que aprendiste con anterioridad. Al finalizar tu actividad consulta el apartado de
retroalimentación en el apéndice 2 al final del libro.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Responde individualmente a lo que se te pide a continuación.
1. Identifica cada uno de los datos del siguiente elemento de la tabla periódica y
escríbelos sobre las líneas. Las opciones se encuentran debajo de la figura.
Masa atómica
Número atómico
Nombre del elemento
148
Símbolo del elemento
Configuración electrónica
Interpretas la tabla periódica
2. Señala con una línea de color las imágenes que corresponden a metales y con
un color diferente las que corresponden a los no metales.
3. Explica qué es un átomo.
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
4. Define el concepto de isótopo y da un ejemplo.
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
Si de la actividad anterior obtuviste 15 aciertos considera tu resultado como Bien, si
tuviste 12 como Regular y menor a este parámetro considéralo como No suficiente
requieres reforzar el conocimiento.
Al finalizar tu actividad no olvides consultar el apartado de retroealimentación en el
apéndice 2 al final del libro para verificar tus respuestas.
149
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Bien
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus conocimientos sobre los siguientes conceptos, consultando en fuentes de información
como libros de texto, diccionarios, revistas y otros materiales con los que cuentes a
tu alcance los siguientes conceptos:
Átomo, elemento, número atómico, masa atómica
Prepárate para introducirte al maravilloso mundo de la tabla periódica, pero antes
de iniciar responde las siguientes preguntas y coloca dentro del paréntesis la letra
que corresponda.
(
(
S = Siempre
A =A veces
N =Nunca
(
(
) Cuando dialogas con los demás, ¿modificas tus puntos de
vista al integrar nuevos conocimientos o ideas?
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones
con fundamento, para lo cual ¿comúnmente consultas fuentes
relevantes?
) Al estudiar otras culturas, ¿respetas las diferencias y aceptas
otras realidades?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades
que te llaman la atención, ¿analizas los conceptos para emitir
una opinión?
Bien = Siempre
¿Cómo evalúas tus competencias?
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S, considera que tus competencias están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N, estás en proceso
para su desarrollo.
150
Interpretas la tabla periódica
Para iniciar, reflexiona
Imagina que tienes que cosechar todo lo que has sembrado en la temporada, tienes
algunos surcos de frijol, otros de maíz y algunos más de trigo y cebada. Cuando
vas a meter los productos en sacos o costales ¿qué haces?, ¿revuelves todos los
granos? o ¿los clasificas? Y una vez que los llevas a vender, ¿te han preguntado
si los llevas clasificados por baja y alta calidad para que te sean pagados de mejor
manera?
Seguramente no sólo en este caso te has enfrentado a personas que piden cierto
orden en las cosas e incluso en alguna situación. Por ejemplo, llevar cierto orden en
tu cuaderno de trabajo, según la asignatura. Pues bien, en este bloque aprenderás
la organización de los elementos en la tabla periódica, su historia y características
que te ayudarán a reconocer las propiedades de cada uno de estos elementos.
Aprende más
Elementos químicos
La tabla periódica, tal como la conocemos hoy, es el producto de una evolución en
la que contribuyeron hombres y mujeres de ciencia, que por medio de sus investigaciones lograron integrar y organizar los elementos químicos.
Viajemos en el tiempo para conocer un poco de la historia de la tabla periódica.
En 1790, el francés Antonio Lavoisier recopiló una lista de 23 elementos, algunos de
ellos como el oro, la plata, el carbón y el oxígeno.
En 1829, el alemán Johann W. Döbereiner
organizó los elementos químicos en grupos
de tres, cada triada estaba constituida por
elementos con propiedades químicas semejantes, mientras sus propiedades físicas
variaban.
Triadas de Döbereiner.
151
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
En 1864, el inglés John A. Newlands propuso un nuevo esquema de organización de
56 elementos químicos que conocía. Él observó que una vez que colocaba los elementos en orden creciente de su masa
atómica, después de siete elementos,
en el octavo se repetían las propiedades del primero. A está repetición periódica la llamó ley de las octavas, por
la analogía con la escala musical (siete
notas hacen una octava).
En 1869, el ruso Dimitri I. Mendeleiev
publicó una tabla de 63 elementos, la
cual los organizaba en orden creciente
de sus masas atómicas pero, respetando sus semejanzas entre sus propiedades, además dejó lugares vacíos para
futuros elementos químicos que se pudieran descubrir.
Con el tiempo se percataron que, efectivamente, al descubrir nuevos elementos las masas se podrían determinar
con mayor exactitud y por lo que varios
elementos ya no estaban en los lugares
correctos.
En 1912, el británico Henry G.J. Moseley, quien a partir de sus investigaciones sobre el protón determinó que le permitió determinar la carga nuclear de los átomos de
los elementos, concluyó que existía una repetición periódica de las cargas físicas y
químicas de éstos conforme aumentaba su número atómico, por lo tanto, se tomó
como base para clasificarlos por su número atómico y no por su masa.
En 1951, el estadounidense Glenn T. Seaborg recibe el Premio Nobel de Química
por descubrir los elementos transuránicos y sus propiedades, convenciendo con
esto a la sociedad científica de ese momento a modificar la tabla periódica y colocar
fuera de ella a los elementos muy pesados, que ocupaban un lugar principal en la
tabla.
Transuránicos: Son elementos químicos con número atómico mayor
que 92. Trans-uránidos significa más allá de uranio.
152
Interpretas la tabla periódica
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: Trabajando colaborativamente con uno de tus compañeros, realicen
lo que se solicita en cada caso.
1. Con los antecedentes históricos que hemos revisado y con apoyo de otros libros
para enriquecer esta actividad, construye una línea del tiempo con las principales aportaciones realizadas a la tabla periódica. Al finalizar comparen su trabajo
con otras parejas.
2. No olvides consultar la rúbrica al final del bloque para conocer los parámetros a
evaluar.
Al final de la actividad podrás consultar en el apartado de respuestas un modelo de
solución que te ayudará a comparar tus resultados.
Fuente propia.
153
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Reflexionemos sobre la actividad 1
¿De qué te das cuenta?
Como has visto algunos, elementos se conocen desde la Antigüedad, mientras que otros se siguen descubriendo en nuestros tiempos. La contribución
que han tenido algunos científicos nos permite tener un orden en los elementos. La clasificación de la información nos facilita su uso, y el proceso de
construcción a través de la historia de la tabla periódica nos permite reconocer sus propiedades.
Después de la contribución de cada uno de los científicos, la tabla periódica ha
experimentado diversos cambios para incluir nuevos elementos químicos, agregar
datos más exactos, incluir información extra en cada uno y también agregar diferentes clasificaciones.
Actualmente existen 118 elementos químicos, 89 en la naturaleza, mientras
que el resto ha sido creado artificialmente por el hombre.
Los
símbolos
de
los
elementos
químicos
se
escriben con una o dos letras
como máximo. La primera se
escribe con mayúscula y la
siguiente en minúscula.
154
Interpretas la tabla periódica
Aprende más
La tabla periódica moderna
Elementos químicos y su símbolo respectivo
H Hidrógeno
N Nitrógeno
C Carbono
S
Azufre
Mg Magnesio
Fe Hierro
Pb
Ag
Au
Plomo
Plata
Oro
Actualmente la tabla periódica está diseñada de acuerdo con el número atómico y
la configuración electrónica de los elementos químicos. El diseño de esta tabla es
una herramienta útil para los químicos y para los estudiantes.
La estructura básica la conforman 18 columnas o grupos y siete filas o periodos,
hay tantos periodos como niveles energéticos y cada uno inicia cuando empieza a
llenarse un nuevo nivel.
Periodo
Nivel
externo
Subniveles
Elementos Configuración
1
Primero
1s
Hidrógeno (H) 1s1
Helio (He)
1s2 Nivel completo
2s y 2p
Litio (Li)
Berilio (Be)
Boro (B)
Carbono (C)
Nitrógeno (N)
Oxígeno (O)
Flúor (F)
Neón (Ne)
2
Segundo
1s2 2s1
1S22s2
1S22s22p1
1S22s22p2
1S22s22p3
1S22s22p4
1S22s22p5
1S22s22p6 nivel completo.
155
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Grupo
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia, y por ello,
tienen características o propiedades similares entre sí, por ejemplo los elementos
del grupo IA tienen valencia 1 (un electrón en su último nivel de energía).
A los grupos se les asignan números romanos (numeración europea) y las letras A y
B. La letra A indica grupo de elementos representativos (la configuración electrónica
termina en general en orbitales s o p) y la B indica elementos no representativos o
de transición (la configuración electrónica termina en orbitales d o f).
156
Interpretas la tabla periódica
Grupo 1 A o familia de los metales alcalinos.Entre ellos no está considerado
el hidrógeno que es un no metal. Los elementos de este grupo son brillantes
y muy reactivos químicamente. Su reacción con el agua es muy violenta
por su elevada reactividad con la naturaleza, no se encuentran en estado
elemental, sólo combinados en forma de sales.
Reactivo:
sustancia que sufre una reacción química y se transforma en
otra nueva.
Grupo II A o familia de los metales alcalinotérreos. Se llaman alcalinos porque al reaccionar forman hidróxidos o álcalis y térreos por su aspecto de
tierra. Los metales de este grupo son maleables y dúctiles. Conducen bien
la electricidad y cuando se calientan arden fácilmente en el aire. Se les
puede encontrar como sulfatos y carbonatos.
Grupo III A o familia del boro- aluminio o térreos. Son metales muy activos,
con excepción del boro que tienen propiedades de un semimetal o metaloide. El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre. Generalmente se encuentran como óxidos.
Grupo IV A o familia de los carbonoides. El carbono es un no metal, le
siguen 2 metaloides como el silicio y el germanio y metales como el estaño y el plomo. El carbono es el elemento más importante de la naturaleza
debido a que da origen a las biomoléculas que son el sustento de la vida.
El silicio es muy abundante en la corteza terrestre.
157
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Grupo V A o familia de los nitrogenoides. El nitrógeno es un elemento
esencial de las proteínas de todos los animales y plantas, constituye el
78% en volumen de la atmósfera y se encuentra formando sales. Los tres
primeros elementos de este grupo son no metales.
Grupo VI A o familia de los anfígenos. Todos los elementos de esta familia
son no metales excepto el polonio, se le encuentra en la naturaleza en,
forma libre. También se les llama calcógenos que significa formados por,
cenizas. En esta familia se encuentra el oxígeno que es muy importante
para la vida.
Grupo VII A familia de los halógenos. Son los elementos no metálicos
con mayor actividad química. En la naturaleza no se encuentran en forma
libre. Halógeno significa formadores de sal. Son los no metales más reactivos, capaces de reaccionar con todos los metales y no metales, incluso
entre sí formando moléculas diatómicas. El astato es el más pesado y
radioactivo, es carcinógeno.
Grupo VIII A familia de los gases nobles. Se encuentran al final de cada
periodo. Son incoloros, diamagnéticos, no reactivos o inertes debido a su
configuración electrónica estable.
158
Interpretas la tabla periódica
Los grupos del IB al VIII B están formados por elementos metálicos, tienen la característica común de que sus átomos contienen órbitas internas incompletas.
Elementos radioactivos. Se dividen en dos series, los lantánidos y los actínidos,
reciben el nombre de tierras raras o elementos de transición interna, son difíciles
de separar y aun cuando se encuentran en la naturaleza son relativamente poco
comunes.
De los actínidos sólo existen en la naturaleza tres de ellos (torio, protactinio y uranio),
los demás son sintéticos.
Los grupos también se clasifican en:
•
Elementos representativos
•
Elementos de los grupos A
•
Elementos de transición
•
Todos los elementos de los grupos B
•
Elementos de transición interna
•
Se encuentran debajo de la tabla periódica y forman la serie de los lantánidos o
actínidos
•
Gases nobles
•
Elementos del grupo VIII A o grupo 0
159
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Periodo
Los elementos en un mismo periodo tienen el mismo nivel de energía pero diferentes propiedades químicas. Es importante notar que el último elemento químico
de cada periodo es un gas noble. El número de niveles energéticos que tiene un
átomo determina el periodo al cual pertenece. Cada nivel está dividido en distintos
subniveles que, conforme aumenta su número atómico, se van llenando en este orden. Debe notarse que los periodos tienen diferente longitud. Así, el primer periodo
contiene dos elementos (hidrógeno y helio), en tanto que el segundo periodo tiene
8 elementos y el cuarto 18. Además esta longitud está en relación directa con el
número de electrones que caben en las diferentes capas de Bohr y el número de
electrones que se pueden describir con un valor dado del número cuántico.
Los periodos sexto y séptimo están recortados, aparecen separados en la parte
inferior, esto con la finalidad de no tener una tabla demasiado larga.
Núm. de Núm. de
Periodo elementos
Núm. de nivel de energía principal que se llena de
electrones
Gas noble que
tiene el nivel
completo
1
2
Subnivel 1s con 2 electrones
He, 1s2
2
8
Subniveles 1s, 2s y 2p
Ne, 2p6
3
8
Subnivel 1s, 2s,2p,3s, 3p
Ar, 3p6
4
18
Subniveles 1s, 2s, 2p,3s,3p, 3d, 4s y 4p
Kr, 4p6
5
18
Subnivel 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 5s y 5p
Xe, 5p6
6
32
Subnivel 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 5s,5p,5d,
4f, 6s y 6p
Rn, 6p6
7
32
Subniveles, 1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d, 4f, 5s, 5p,
5d, 5f, 6s, 6p, 6d, 7s y 7p
On, 7p6
Bloque
El desarrollo de las configuraciones electrónicas de los elementos da como resultado una tabla periódica donde la localización de los elementos químicos se presenta
por regiones o bloques s, p, d y f, también llamadas clases.
Los dos primeros grupos de elementos representativos IA y IIA se conocen como
bloque s, debido a que su configuración electrónica del estado fundamental termina
en s.
Los grupos representativos del IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA y VIII A integran el bloque p.
Los metales de transición forman el bloque d representados por IB, IIB, IIIB, IVB,
VB, VIB, VIIB y VIIIB.
160
Interpretas la tabla periódica
En el caso de los lantánidos y actínidos, que son metales de transición interna, forman el bloque f.
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: En parejas contesta lo que se te pide en cada uno de los apartados.
1. Sin consultar los contenidos anteriores, trata de recordar a qué clasificación pertenecen los elementos, utilizando los colores que a continuación se indican.
161
B
loque IV
Metales de transición
Metales alcalinotérreos
Interpretas la tabla periódica
Gases nobles
Metales de transición interna
2. Consulta la tabla periódica que se encuentra en el apéndice 1 de tu libro de texto
e identifica si los siguientes conjuntos de elementos forman parte de un periodo,
un grupo o ninguno. Únelos con una línea.
a) Li, Na, K, Rb
Periodo
b) Sr, Cr, Ag, Cd
c) Fe,Co,Ni, Cu
Grupo
d) He, Ne, Ar, Xe
e) S, Se, Te, Po
Ninguno
3. Clasifica los siguientes elementos por grupo A o B según corresponda. Encierra
en un círculo la respuesta correcta.
a)Rb
b)Cr
c)Ti
162
Grupo
A
B
a)Bi
A
B
b)Ba
A
B
c)Hg
Grupo
A
B
a)Ne
A
B
b)In
A
B
c)F
Grupo
A
B
A
B
A
B
Interpretas la tabla periódica
4.Escribe sobre la línea si los siguientes elementos forman parte del bloque s, p, d
o f.
Lantano _________________
Oxígeno _________________
Potasio _________________
Oro
_________________
Argón ________________
Berilio ________________
Uranio ________________
Aluminio _______________
5. Además de las clasificaciones anteriores, propongan una manera de clasificar
a los elementos químicos de la tabla periódica y explica las razones del por qué
decidieron hacerlo de esa manera. Representa tu clasificación en el siguiente
recuadro.
Explicación de la nueva clasificación: _______________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________.
Al terminar el ejercicio verifica tus resultados en el apéndice de respuestas.
Reflexionemos sobre la actividad 2
¿De qué te das cuenta?
Siempre es importante tener un orden desde nuestra casa, por ejemplo, no
creo que guardes tu ropa en el mismo lugar que los trastes que utilizan para
cocinar, aunque sea el mismo cuarto es importante que cada cosa tenga su
propio lugar, adecuado para cuando lo busques, y te sea fácil encontrarlo y
reconocer de inmediato algunas de sus características. Así, los elementos
de la tabla periódica tienen un especial acomodo para reconocer sus
propiedades. A continuación podrás conocer qué otros atributos tienen el
orden de los elementos.
163
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Aprende más
Propiedades periódicas y su variación en la tabla
periódica
Las propiedades periódicas son muy importantes, ya que nos permiten predecir el
comportamiento químico de los elementos.
Dentro de estas propiedades encontramos:
a) El tamaño de los átomos.
b) La afinidad electrónica.
c) La energía de ionización.
d)Electronegatividad.
Tamaño de los átomos
El tamaño de los átomos se precisa con su radio atómico.
El radio atómico se define como la distancia que existe desde el centro del núcleo
de un átomo hasta el último nivel de energía principal en donde existen electrones.
Las unidades de la longitud del radio atómico suelen expresarse en angstroms (1Å=
1x10-10 m) o en picómetros (1pm= 1 x 10-12 m).
Los radios atómicos aumentan de
arriba abajo en un grupo, porque
al incrementarse las capas electrónicas también aumenta la distancia al núcleo. En los periodos
decrece de izquierda a derecha,
debido a que el núcleo va aumentando de carga para un mismo
periodo, por lo que los electrones
son más fuertemente atraídos hacia el núcleo. El radio atómico aumenta al añadir un nuevo nivel de
energía.
Tamaño de los átomos en la tabla periódica
164
Interpretas la tabla periódica
Incrementa
Ubicación de los átomos en la tabla periódica
Afinidad electrónica
La afinidad electrónica es la tendencia que tienen los átomos a ganar electrones,
convirtiéndose en iones negativos o aniones.
Los elementos pueden tener tendencia a ganar o a perder electrones. Los metales
forman fácilmente iones positivos, los halógenos forman iones negativos y presentan
mayor afinidad electrónica respecto de los elementos del grupo IA.
165
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Energía de ionización
La energía de ionización se define como la energía necesaria para arrancar un
electrón a un átomo neutro, convirtiéndolo en ion positivo o catión. La magnitud de
la energía de ionización es una medida del esfuerzo necesario para que un átomo
libere un electrón y forme un ion positivo, o de cuan fuertemente está atraído un
electrón por el núcleo en el átomo. A mayor energía de ionización es más fácil quitar
el electrón.
En los elementos de una misma familia o grupo la energía de ionización disminuye
a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo.
En los alcalinos, por ejemplo, el elemento de mayor potencial es el litio y el de menor es el francio. Esto se debe a que el último electrón se sitúa en orbitales cada vez
más alejados del núcleo y, a su vez, los electrones de las capas interiores ejercen un
efecto de apantallamiento de la atracción nuclear sobre los electrones periféricos.
En los elementos de un mismo periodo, el potencial de ionización crece a medida
que aumenta un número atómico, es decir de izquierda a derecha. Esto se debe
a que el último electrón de los elementos de un periodo está situado en el mismo
nivel energético, mientras que la carga del núcleo aumenta, por lo que será mayor
la fuerza de atracción, y a su vez, el número de capas interiores no varía y el efecto
pantalla no aumenta.
La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que su
configuración electrónica es la más estable, y por lo tanto habrá que proporcionarle
más energía para arrancar un electrón.
166
Interpretas la tabla periódica
Electronegatividad
La electronegatividad es la capacidad que tienen los átomos de atraer con mayor
fuerza el par de electrones compartidos. Esta propiedad es muy importante porque
nos permite explicar la naturaleza de los enlaces químicos.
La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en cada periodo y disminuye
de arriba a abajo en cada grupo. Los metales de la extrema izquierda tienen bajos
valores de electronegatividad en comparación con los altos valores que poseen los
no metales ubicados a la derecha de la tabla.
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: Intégrate con otros dos compañeros y contesta lo que se pide
en cada caso, al finalizar comparen sus respuestas con otro equipo de su clase.
Pueden consultar la tabla periódica que se encuentra en el apéndice 1 de tu libro.
1. ¿Qué elemento del periodo 4 presenta mayor afinidad electrónica?
_________________________________________________________________.
2. Escribe tres elementos que tengan menor energía de ionización.
_________________________________________________________________.
3. Explica cómo varía de forma general el radio atómico en los grupos.
_________________________________________________________________.
167
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
4. ¿Cuál es el elemento con mayor y menor valor de electronegatividad?
_________________________________________________________________.
5. ¿A qué grupo pertenecen los elementos que presentan mayor energía de
ionización?
_________________________________________________________________.
6. Ordena los siguientes elementos de acuerdo con los radios atómicos, del menor
al mayor:
• Na, Rb, Be, Cl y F _______________________________________________
7. Indica si el radio atómico es < o > en los siguientes iones.
• Clˉ ______ Cl
• Mg+ _______ Mg
• Al _________ Al+
Reflexionemos sobre la actividad 3
¿De qué te das cuenta?
Como te has dado cuenta, podemos encontrar una periodicidad de las propiedades en la tabla periódica, que corresponde a la variación de ellas en los
grupos y periodos. Esto nos permite conocer el comportamiento químico de
un elemento con respecto a los demás.
168
Interpretas la tabla periódica
Aprende más
Utilidad e importancia de los metales y no metales
para la vida socioeconómica del país
Los metales son muy útiles, ya que con ellos se fabrican herramientas, automóviles,
estructuras, artículos de oficina, equipo médico, entre otros, pero son necesarios
también los artículos como ropa, madera, alimentos, plásticos, etc., que forman
parte de los no metales.
Las principales características entre metales y no metales son:
Metales
No metales
Propiedades físicas
Buenos conductores de electricidad
Dúctiles
Maleables y lustrosos
Sólidos
Puntos de fusión altos
Buenos conductores de calor
Malos conductores de electricidad
No dúctiles
No maleables
Sólidos, líquidos o gases
Puntos de fusión bajos
Malos conductores el calor
Propiedades químicas
Reaccionan con ácidos
Forman óxidos básicos
Forman cationes
Forman haluros* ionicos
No reaccionan con ácidos
Forman óxidos ácidos
Reaccionan con bases
Forman aniones
Forman haluros covalentes|
*Formas monoaniónicas (una carga negativa) de un átomo de un halógeno,
específicamente fluoruro, cloruro, bromo y yoduro. Fuente: Csuros y Csuros.
Desde hace mucho tiempo nuestro país ha tenido importancia económica en actividades como la agricultura, ganadería, pesca y minería, siendo, esta última consolidada en la actualidad como una de las actividades de singular relevancia.
169
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Nuestro país sustenta una buena parte de su economía en el uso de los metales y
no metales. En México prehispánico ya se conocían y se utilizaban varios metales
como el oro, la plata, el cobre, el estaño, el mercurio y el plomo.
La producción minera actual en nuestro país es el oro, plata, cobre plomo, estaño hierro, magnesio y zinc y los no metálicos como azufre, carbón, fluorita, sílice,
barita, yeso. Su importancia es que se utilizan como materia prima para muchos
productos que tienen aplicaciones en diferentes ámbitos de la economía nacional o
del sector salud.
La parte negativa del uso de elementos químicos es que producen residuos peligrosos que generan contaminación del agua, suelo y aire. Un ejemplo es que para
extraer oro de las rocas es necesario utilizar mercurio, el cual es eliminado en ríos
además de ser un metal muy tóxico. Otro ejemplo es el plomo, que proviene de la
gasolina utilizada para los automóviles y provoca graves daños a la salud.
170
Interpretas la tabla periódica
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Actividad integradora
Instrucciones: En equipos de dos o tres integrantes realicen un ensayo en el que
incluyan los criterios que se presentan a continuación.
a) Argumenten las aplicaciones que tienen los metales, los no metales y los minerales en la vida diaria del ser humano.
b) Mencionen lugares de donde son extraídos. Si es el caso, mencionen cuales
metales, no metales o minerales se obtienen cerca de tu comunidad.
c) ¿Cuáles son los cuidados que deberían tener para evitar que su explotación
dañe el medio ambiente? (Por ejemplo, en los lugares donde se explota el oro
usan grandes cantidades de agua y, una vez que es usada, es desechada a ríos
sin ser tratada aún cuando debería pasar por un tratamiento).
d) En la conclusión incluyan una reflexión donde respondan la siguiente pregunta
¿de qué manera creen que los minerales pueden contribuir a la economía del
país?
Características del ensayo:
• El ensayo se entregará en la fecha solicitada por el profesor.
• Deberá incluir portada con nombre de los integrantes, grupo, materia, tema.
• Apóyate al menos en otras dos fuentes bibliográficas para tener una mejor argumentación.
• El ensayo deberá contener 1000 palabras como mínimo.
• Deberá contener en su estructura una pequeña introducción, desarrollo o discusión del tema y una conclusión a la que llega el equipo de lo que les ha dejado
el aprendizaje e investigación realizada.
• No olvides consultar la rúbrica al final del bloque para conocer los parámetros a
evaluar.
171
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Aplica lo aprendido
Actividad 5
Práctica (En este momento podrás aplicar los pasos del método científico).
Reconocimiento de propiedades de los metales y no metales.
Fundamento:
De acuerdo con sus propiedades, los elementos se clasifican en metales y no metales; de manera general, los metales son sólidos, poseen brillo metálico, son maleables y conducen la corriente eléctrica. En cambio los no metales son líquidos o
gases y cuando se presentan en estado sólido poseen puntos de fusión bajos, no
tienen un brillo característico y no son buenos conductores del calor ni la electricidad.
Objetivo de la práctica:
El estudiante distingue los elementos por sus propiedades físicas y químicas y los
clasifica en metales y no metales.
Material:
•
•
•
•
•
•
robador de conducción eléctrica
P
Mechero
7 frascos pequeños de vidrio
Martillo
Platos pequeños de vidrio o cerámica
Lija fina
REACTIVOS
• Un trozo de vidrio (Si)
• Grafito (punta de los lápices) (C)
• Azufre (S)
• Trozo de cobre (Cu)
• Virutas de hierro (Fe)
• Lámina de aluminio (de un trozo de
lata de refresco o jugo) (Al)
• Ácido clorhídrico (ácido muriático)
• Yodo
Nota: En caso de no contar con alguno de los reactivos, consulta con tu profesor
sobre algunos metales o no metales que tengan a la mano o en su comunidad.
172
Interpretas la tabla periódica
Procedimiento:
Propiedades físicas
1. Coloca cada uno de los reactivos en los platos pequeños de vidrio o cerámica,
observa la apariencia de cada elemento y registra sus características en la siguiente tabla.
Elemento
Color
Brillo
Estado de agregación
Silicio
Carbono
Azufre
Cobre
Hierro
Aluminio
Yodo
2. Prueba la conductividad eléctrica de cada uno de los elementos utilizando el
probador de conducción eléctrica. Escribe tus observaciones.
Elemento
Conductor
No conductor
Silicio
Carbono
Azufre
Cobre
Hierro
Aluminio
Yodo
3. Prueba la maleabilidad de cada uno de los elementos utilizando el martillo (no lo
hagas encima del plato de cerámica o vidrio). Escribe tus observaciones.
Elemento
Maleable
No maleable
Silicio
Carbono
Azufre
Cobre
Hierro
Aluminio
Yodo
173
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
4. Con la lija talla cada una de las muestras y observa cuáles adquieren brillo.
Elemento
Adquiere brillo
No adquiere brillo
Silicio
Carbono
Azufre
Cobre
Hierro
Aluminio
Yodo
Propiedades químicas
1. Reacción con el ácido clorhídrico (HCl). Si se producen burbujas indica que está
reaccionando.
a) Deposita en cada vasito un trozo de un elemento diferente.
b) Añade 5 mL de ácido clorhídrico en cada vasito.
c) Observa los resultados y regístralos.
Elemento
Reacciona
No Reacciona
Silicio
Carbono
Azufre
Cobre
Hierro
Aluminio
Yodo
2. Escribe tus conclusiones en el cuaderno de trabajo.
Al final de la actividad podrás consultar en la sección de retroalimentación en el
apéndice 2 un modelo de solución que te ayudará a comparar tus resultados.
174
Interpretas la tabla periódica
Cierre del bloque IV
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una X en el nivel de avance
que tú consideras has logrado a lo largo del bloque IV.
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente.
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje.
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente.
49% o menos = No logré el aprendizaje.
Nivel de avance
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Conceptuales
Identificas y clasificas los conceptos de grupo,
periodo y bloque.
Reconoces las propiedades periódicas y su
variación en la Tabla periódica.
Reconoces la utilidad e importancia de los metales y no metales para la vida socioeconómica
del país.
175
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Nivel de avance
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Procedimentales
Describes el proceso histórico de la
construcción de la tabla periódica.
Utilizas la tabla periódica para tener información de los elementos químicos.
Ubicas los elementos químicos en la tabla
periódica.
Identificas aplicaciones de metales, no metales y minerales en el quehacer humano.
Reconoces la importancia socioeconómica
de la producción de metales y no metales en
nuestro país y el mundo.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
Reflexionas sobre la importancia de los
metales y no metales en tu quehacer cotidiano
y el de tu contexto.
176
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Interpretas la tabla periódica
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
177
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Instrumentos de evaluación
Rúbrica para la elaboración de la línea del tiempo
La presente rúbrica te servirá para que realices la línea del tiempo, al concluirla
vuelve a este apartado y realiza la autoevaluación, verificando que has cumplido
con los criterios e indicadores señalados.
Rúbrica para evaluar línea del tiempo
Aspecto
Indicador
Excelente
Muy bien
Legibilidad
Letras de
buen tamaño,
fácilmente
legibles
La línea del
tiempo es
fácil de leer.
La línea del
tiempo es
fácil de leer
en 90%.
Contenidos,
procesos y
hechos
Todos los
Lo que se hizo
hechos
(hecho histórico)
están
se redacta
debidamente
completamente
señalados.
Bien
Regular
Inadecuado
La línea del
tiempo es
fácil de leer
en 80%.
La línea del
tiempo es fácil
de leer en
70%.
La línea del
tiempo es fácil
de leer en
60%.
El 70% de los
hechos están
debidamente
señalados.
Sólo 60% de
los hechos
están
debidamente
señala dos.
El 80% de
El 90% de los
los
hechos están
hechos están
debidamente
debidamente
señalados.
señalados.
Fechas del
acontecimiento
acorde con
evento
Todas las
fechas son
precisas y
correctas
para cada
evento.
Algunas de
las fechas
son precisas
y correctas
para cada
evento.
Tiene
algunas de
las fechas
precisas y
correctas
para cada
evento.
Todas las
fechas carecen
de precisión y
son incorrectas
para cada
evento.
Las fechas
son
imprecisas e
incorrectas
para cada
evento.
Contenido
recursos
Imágenes
de autores o
hechos
Contiene por
lo menos 10
imágenes
relacionadas
con la línea
del tiempo.
Contiene por
lo menos 8 a
9 imágenes
relacionadas
con la línea
del tiempo.
Contiene por
lo menos 7
imágenes
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con la línea
del tiempo.
Contiene por
lo menos 6
imágenes
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con la línea del
tiempo.
Contiene por
lo menos 5
imágenes
relacionadas
con la línea
del tiempo.
Sintaxis y
ortografía
Las siglas y las
palabras están
bien escritas
y sin faltas de
ortografía
La redacción
y la
ortografía
son
correctas.
La redacción
y la ortografía
son
correctas,
sólo tiene un
error de ortografía.
La redacción
es adecuada,
pero tiene 3
errores de
ortografía.
La redacción
es adecuada,
pero tiene 4
errores de
ortografía.
La redacción
es adecuada,
pero tiene
más
de 5 errores
de
ortografía.
Contenido
de fechas
178
Interpretas la tabla periódica
Rúbrica para el ensayo
Aspecto
Criterios
Indicador
Excelente
Muy bien
Indicadores
Excelente 3
Presentación
Respeta la calidad de
presentación: (portada,
nombre, materia, fecha).
Letra legible, clara y
cumple
el número de palabras
solicitado.
Discusión
El contenido de la
discusión
es acertado y está fundamentada con argumentos
sólidos.
Conclusión
Breve. Puntualiza los
aspectos más relevantes
del problema.
Conclusión
fundamentada.
Bien 2
Respeta la calidad de la
presentación (portada,
nombre, fecha), letra legible,
pero es menor el
número de palabras al
solicitado.
El contenido de la discusión
es bueno pero no está
fundamentada.
Larga, con poca información
para concluir.
Suficiente 1
No respeta la calidad de la
presentación (sin portada,
ni nombre, ni fecha).
No cumple los criterios
de presentación.
La discusión es pobre y no
está fundamentada.
La información es muy
vaga, no tiene una idea
clara y no puede concluir
todos los aspectos del
problema.
179
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque IV
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en
el desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente
escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
1. Se conoce y valora a sí mismo
y aborda problemas y retos
teniendo en cuenta los objetivos
que persigue.
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización
de medios, códigos y herramientas
apropiados.
Atributos
•
Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores,
fortalezas y debilidades.
•
Administra los recursos disponibles
teniendo en cuenta las restricciones para
el logro de sus metas.
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
•
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos de
manera reflexiva, comprendiendo como
cada uno de sus pasos contribuye al
alcance de un objetivo.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir
de métodos establecidos.
180
Nivel de
avance
Interpretas la tabla periódica
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a su
relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumentos de
manera clara, coherente y sintética.
•
Define metas y da seguimiento a
sus procesos de construcción de
conocimiento.
•
Articula saberes de diversos campos y
establece relaciones entre ellos y su vida
cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva,
congruente con los conocimientos y
habilidades con los que cuenta dentro de
distintos equipos de trabajo.
9. Participa con una conciencia cívica •
y ética en la vida de su comunidad,
región, México y el mundo.
Actúa de manera propositiva frente a
fenómenos de la sociedad y se mantiene
informado.
•
Reconoce y comprende las implicaciones
biológicas, económicas, políticas y
sociales del daño ambiental en un
contexto global interdependiente.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
11. Contribuye al desarrollo sustentable
de manera crítica, con acciones
responsables
181
B
loque IV
Interpretas la tabla periódica
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el
ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y
los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos
científicos.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
182
Bloque V. Interpretas enlaces químicos e interacciones intermoleculares
Bloque V
Interpretas enlaces químicos e
interacciones intermoleculares
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Introducción
En el bloque anterior comentamos que existen 89 elementos en la naturaleza y el
resto han sido creados artificialmente por el hombre, pero los elementos en nuestra
vida cotidiana no están solos, los podemos encontrar combinados, tal es el caso de
la sal común, el agua, el jabón, los refrescos, la gasolina, ceras, perfume, aceites,
pinturas, bicarbonato de sodio etc. Pero te preguntarás ¿Cómo es posible mantener
unidos los átomos unos con otros? La respuesta es porque existen enlaces que se
dan por la atracción de los átomos cuando éstos se acercan lo suficiente para mantenerse unidos y formar compuestos. En este bloque conocerás cómo se forman los
compuestos a partir de enlaces iónicos y covalentes y las propiedades de los metales a partir de las teorías del enlace metálico, así como la importancia del puente de
hidrógeno en la estructura de las biomoléculas.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias
genéricas
184
Atributos
1. Se conoce y valora a sí mismo y
•
aborda problemas y retos teniendo
en cuenta los objetivos que
•
persigue.
Enfrenta las dificultades que se le presentan y es
consciente de sus valores, fortalezas y debilidades.
Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus metas.
4. Escucha, interpreta y emite
•
mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización
•
de medios, códigos y herramientas
apropiados.
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas.
Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e
infiere conclusiones a partir de ellas.
•
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir
de métodos establecidos.
•
Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
Elige las fuentes de información más relevantes para
un propósito específico y discrimina entre ellas de
acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
•
•
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Competencias
genéricas
Atributos
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
•
•
Define metas y da seguimiento a sus procesos de
construcción de conocimiento.
Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva, congruente con
los conocimientos y habilidades con los que cuenta
dentro de distintos equipos de trabajo.
•
9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comuni•
dad, región, México y el mundo.
Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y
bienestar individual y el interés general de la sociedad.
Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los
ámbitos local, nacional e internacional ocurren dentro
de un contexto global interdependiente.
11. Contribuye al desarrollo
sustentable de manera crítica,
con acciones responsables.
Asume una actitud que favorece la solución de
problemas ambientales en los ámbitos local, nacional
e internacional.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos
•
Competencias disciplinares
•
•
•
•
•
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades en su vida cotidiana.
¿Con qué propósito?
Explicas que las características y propiedades de una sustancia dependen del tipo
de enlace químico que presentan los átomos que la constituyen y de las fuerzas
intermoleculares que se manifiestan en ella.
185
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Descripción
1. Enlace químico.
2. Regla del octeto.
3. Formación y propiedades de los
compuestos con enlace iónico.
4. Formación y propiedades de los
compuestos con enlace covalente
(tipos de enlace covalente).
5. Enlace metálico.
6. Fuerzas intermoleculares.
Conceptuales
•
•
Procedimentales
•
•
Metodología
•
•
•
Elaboras estructuras de Lewis para los
•
elementos y compuestos con enlace iónico
y covalente.
•
Diferencias las propiedades macroscópicas
de los líquidos y gases a partir de las
fuerzas intermoleculares.
Explicas las propiedades de los metales a
•
partir de las teorías del enlace metálico.
Explicas la importancia del puente de
hidrógeno en la formación de la estructura
de las biomoléculas.
•
•
Actitudinales
186
•
Valoras las afectaciones socioeconómicas
•
que acarrea la oxidación de los metales.
Reflexionas sobre el uso del agua.
Identificas y clasificas
los tipos de enlaces.
Explicas las
propiedades de los
metales.
Investigas las
propiedades y
características de la
estructura molecular
del agua.
Desarrollas
estructuras.
Investigas la relación
entre el agua y la
actividad fisiológica
del agua.
Explicas la
importancia del agua
en la formación de
biomoléculas.
Reflexionas sobre
las afectaciones
socioeconómicas.
Propones acciones
personales y
comunitarias para
optimizar el uso del
agua.
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque, todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
¿Qué tiempo vas a emplear?
Para el desarrollo del bloque V considera 10 horas que podrás distribuirlas de la
siguiente manera, emplea seis horas para abordar los contenidos temáticos y cuatro horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo del bloque, por lo que es importante que
cuentes con un cuaderno de trabajo y tengas la disposición para trabajar tanto de
forma individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
•
•
•
•
•
•
Evaluación diagnóstica
Investiga y expone
Elaboración de un cartel
Ejercicios prácticos
Cartel
Práctica
187
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
¿Con qué conocimientos cuentas?
Has llegado al bloque V del curso de Química I, y es importante recordar lo que
aprendiste con anterioridad.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Responde individualmente lo que se te pide a continuación, al final
compara con las respuestas que se encuentran en el apéndice 2 del libro.
1. Completa el siguiente cuadro considerando los elementos de la primera columna.
Puedes apoyarte de la tabla periódica que se encuentra en el apéndice 1 del
libro.
Elemento
6
43
Bloque
Grupo
Periodo
[Xe] 6s2 4f14 5d9
d
IB
6
C
Mo
26
Fe
33
As
3
79
80
Li
Au
Hg
46
Pd
15
188
Configuración electrónica usando
Kernel
P
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
2. En la siguiente figura, identifica el número de periodos (1 al 7) y el número
de grupos (IA, IIA,…. VIIIA y IB, IIB,…VIIIB) que constituyen la tabla periódica.
Escríbelos en donde correspondan
Al terminar verifica tus resultados en la sección de retroalimentación en el apéndice
2 al final del libro y tomando en cuenta tus aciertos, analiza el nivel de conocimientos que tuviste. Si de la actividad anterior tuviste 55 aciertos considera tu resultado
como Bien, si has contestado correctamente 42-54 como Regular y menor a este
parámetro considéralo como No suficiente y significa que requieres reforzar el conocimiento.
Bien
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza
tus conocimientos sobre los siguientes conceptos, consultando en fuentes de
información como libros de texto, diccionarios, revistas y otros materiales con los
que cuentes a tu alcance:
Átomo, elemento, bloque, electrón de valencia
189
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Prepárate para introducirte al bloque V de tu curso de Química I, pero antes de
iniciar responde a las siguientes preguntas y coloca dentro del paréntesis la letra
que corresponda.
(
(
S = Siempre
A = A veces
(
N = Nunca
(
) Al convivir con las demás personas, ¿respetas sus diferencias
y mantienes una sana convivencia aunque piensen diferente?
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones
con fundamento, para lo cual, ¿comúnmente consultas fuentes
relevantes?
) Las probables respuestas a un problema planteado en una
investigación se conocen como hipótesis. Ante una investigación
o práctica de laboratorio, ¿creas tus propias conclusiones?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades
que te llaman la atención, además de lo que tu libro te informa
o tu profesor te comenta, ¿investigas más por cuenta propia?
Bien = Siempre
¿Cómo evalúas tus competencias?
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N estás en proceso para
su desarrollo.
190
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Para iniciar, reflexiona
Para preparar o cocinar los alimentos empleas la sal de mesa (cloruro de sodio),
azúcar (sacarosa) para endulzar tu café, té o atole, bebes agua (H2O) para hidratarte y cada que respiras entra oxígeno a tu cuerpo y expulsas dióxido de carbono
(CO2), pero, ¿sabes cómo se forman estos compuestos?, ¿cómo se unen los átomos para formar cada compuesto?. Pues bien, casi todo lo que nos rodea, tanto lo
natural como lo desarrollado por el hombre, son producto de la unión química de
elementos o compuestos a través de un enlace químico.
Agregados atómicos: estructura química de una sustancia química
aporta información sobre el modo en que se enlazan los diferentes
átomos o iones que forman una molécula, o agregado atómico.
Los enlaces químicos se forman mediante interacciones entre los electrones de valencia de los átomos que participan y dependiendo del tipo de enlace químico que
los une serán las propiedades que lo formen.
En este bloque aprenderás cómo la unión entre los átomos o las moléculas determina algunas de las propiedades físicas y químicas de los materiales y cómo llevan
a cabo esta unión.
Aprende más
Enlace químico
¿Alguna vez jugaste con un imán? Recordarás que cuando lo acercas a un trozo de
hierro éste se pega, pero cuando lo acercas al aluminio se cae. Esto se debe a las
fuerzas de atracción o de repulsión. Lo mismo sucede con las sustancias, algunas
tienden a juntarse y otras se separan de acuerdo con sus atracciones eléctricas.
Los elementos químicos se combinan de diversas maneras para constituir un gran
número de compuestos inorgánicos y orgánicos. Las propiedades de cada compuesto dependerán del tipo de elemento químico que lo forma, el modo como se
enlazan, la forma y geometría de los agregados atómicos.
191
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Enlace químico
Es el proceso mediante el cual se unen dos o más átomos para dar lugar a un
compuesto.
Los enlaces químicos se forman mediante interacciones entre los electrones de
valencia y dependiendo del tipo de enlace químico que los une serán las propiedades que lo formen.
Por ejemplo, si el enlace es fuerte, el punto de fusión de la sustancia será elevado,
lo contrario pasaría con una sustancia que entre sus átomos exista un enlace débil,
el punto de fusión será bajo.
Punto de fusión
Es la temperatura a la que el elemento cambia de la fase sólida a la
líquida.
Estos cambios electrónicos que producen las uniones entre átomos y moléculas
son de diferente clase y dan lugar a la formación de distintas interacciones, como
las interatómicas e intermoleculares.
• Interatómicas: que forman a los enlaces químicos como el iónico, el covalente y
el metálico.
a) Enlace iónico: resulta de las interacciones electrostáticas entre iones de car
gas opuestas.
b) Enlace covalente: es el resultado de compartir electrones entre dos átomos.
c) Enlace metálico: cada átomo está unido a varios átomos vecinos por electrones que son relativamente libres de moverse a través de la estructura tridimensional
• Intermoleculares: son atracciones a través de fuerzas llamadas:
a) Fuerzas de Van der Waals
b) Puente de hidrógeno
Regla del octeto
Para explicar mejor la formación de enlaces químicos Walter Kossel y Gilbert N.
Lewis enunciaron la regla del octeto, o de los ochos, la cual dice que la tendencia de
los átomos de los elementos es completar sus últimos niveles de energía con una
cantidad de electrones tal que adquiere una configuración semejante a la de un gas
noble, es decir, con 8 electrones.
192
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
El modelo de Lewis consiste en escribir el símbolo del elemento y alrededor de este
un número de puntos igual que el número de electrones que se encuentran en el
último nivel de energía (electrones de valencia).
Por ejemplo, el sodio sólo tiene un electrón en su último nivel de energía,
por lo que se representa como:
El símbolo del elemento representa el número atómico y los puntos a los
electrones de valencia.
Observa la siguiente tabla con las representaciones de Lewis para algunos elementos
de las familias representativas. Te puedes dar cuenta que los átomos de la misma
columna tienen la misma representación.
Tabla de elementos con representación de Lewis
Según la regla del octeto, cuando se forma una unión química los átomos pierden,
ganan o comparten electrones, de tal manera que la última capa o capa de valencia
de cada átomo completa 8 electrones.
En general, los átomos que tienen 1, 2 o 3 electrones de valencia tienden a perderlos para convertirse en iones de carga positiva, como es el caso de los metales. Por
otro lado, los átomos con 5, 6 y 7 electrones de valencia tienden a ganar electrones
y convertirse en iones con carga negativa. Pero algunos átomos con 4 electrones
de valencia son más aptos para compartir.
Algunos átomos no siguen la regla del octeto debido a que
contienen 10,12 y hasta 14 electrones en la capa de unión.
Cuando el átomo contiene más de ocho electrones, se dice
que la capa de valencia está expandida. Por ejemplo el pentafloruro de fósforo y el hexafloruro de azufre.
193
B
loque V
Aplica lo aprendido
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Actividad 1
Instrucciones: En trabajo colaborativo con uno de tus compañeros, realicen lo que
se solicita en cada caso.
1. Completa la siguiente tabla con la información que hace falta. Sigue el ejemplo.
Electrones
de valencia
Estructura
de Lewis
1s1
1
H∙
1s2 2s2 2p5
7
Elemento
1
11
H
Configuración electrónica
Na
16
O
1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
2
14
36
∙Mg∙
Si
Kr
a) A partir de los datos de la tabla anterior, explica ¿qué representa la estructura de
Lewis?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Cada uno de los siguientes ejemplos representa un símbolo de Lewis, relaciona
este símbolo con el grupo al cual corresponde en elemento X en la tabla periódica. Observa el ejemplo:
194
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Simbolo
Grupo
IA
II A
III A
IV A
VA
VI A
VII A
VIII A
Al final de la actividad podrás consultar en el apartado de respuestas un modelo de
solución que te ayudará a comparar tus resultados.
Reflexionemos sobre la actividad 1
¿De qué te das cuenta?
La mayoría de los elementos que conocemos existen en la
naturaleza formando agrupaciones de átomos iguales o de distintos tipos,
enlazados entre sí; sin embargo, esto lo podemos demostrar a partir de la regla
del octeto, que aunque tiene sus excepciones explica que cuando se forma
un enlace químico los átomos reciben, ceden o comparten electrones, de tal
forma que la capa más externa de cada átomo contenga ocho electrones,
y así adquiere la estructura electrónica del gas noble más cercano en el
sistema periódico.
195
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Aprende más
Para determinar si el enlace entre dos átomos es iónico o covalente se utiliza la propiedad de la electronegatividad que se vio en el bloque anterior, que es la medida
de la capacidad que tiene un átomo para atraer hacia sí los electrones.
En general, los valores diferentes de electronegatividad de los átomos determinan
el tipo de enlace que se formará en la molécula que los combina. La electronegatividad se ha establecido en escala de 0 hasta 4. Luis Pauling asignó de manera arbitraria un valor 4 al flúor que es el elemento con más capacidad de atraer electrones
y uno mínimo de 0.7 para el Francio. En química los valores de electronegatividad
de los elementos se determinan midiendo las polaridades de los enlaces entre diversos átomos. La polaridad del enlace depende de la diferencia entre los valores
de electronegatividad de los átomos que lo forman.
• Si aumenta la diferencia de electronegatividad, aumenta el carácter iónico.
• Si disminuye la deferencia de electronegatividad, aumenta el carácter covalente.
Pero, ¿a qué se refiere el carácter iónico y el carácter covalente? A continuación se
abordarán los tipos de enlace y sus modelos, los cuales te permitirán explicar las
propiedades físicas y químicas de las diferentes sustancias.
Enlace iónico
El enlace iónico se produce por transferencia de electrones entre un metal que es
capaz de ceder electrones y un no metal capaz de captarlos. Es decir, entre átomos
con electronegatividades muy diferentes. El átomo que pierde electrones se transforma en ion positivo o catión y el que acepta, en ion negativo o anión. El número de
electrones perdidos o ganados determinan el número de oxidación.
196
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Elemento
Pérdida o aceptación de electrones
Valencia o número de
oxidación
Pierde 1
K+1
Pierde 2
Ca+2
Pierde 3
B+3
Acepta 3
P-3
Acepta 2
S-2
Acepta 1
Cl-1
Estos iones forman enlaces debido a sus cargas, ya que partículas con cargas diferentes se atraen y con cargas iguales se repelen. Por esta característica en los
enlaces iónicos también se les llaman electrovalentes.
197
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Formación y propiedades de los compuestos con
enlace iónico
Los compuestos iónicos tienen como propiedad más representativa su capacidad
para conducir la corriente eléctrica cuando se encuentran en solución. En estado
sólido no son conductores de la electricidad, ya que los iones solamente vibran en
sus posiciones de equilibrio.
Los compuestos iónicos presentan generalmente puntos de fusión y ebullición superiores a 500 °C. Esta propiedad es consecuencia de la gran cantidad de energía
calórica que se debe suministrar para contrarrestar la intensidad de las fuerzas de
atracción interiónicas.
Fuerza Interiónica:
Son las fuerzas en enlaces iónicos, entre cationes y aniones.
Usualmente los compuestos iónicos son quebradizos y cristalinos y están formados
por un sinnúmero de iones positivos y negativos, es decir, no existen las moléculas
en las sustancias iónicas sólidas.
Las sustancias iónicas son solubles en agua y en otros disolventes polares.
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: En trabajo colaborativo con dos de tus compañeros, realicen lo que
se solicita en cada caso.
1. Utilizando la estructura de Lewis y la configuración electrónica con uso de Kernel, completa la siguiente tabla de los compuestos que se presentan como en el
ejemplo que se revisó anteriormente.
198
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Elemento 1
Estructura de Lewis
Elemento 2
Bario
Compuesto
Cloruro de Bario
[Ne]3s23p5
Uso de Kernel
Estructura de Lewis
Uso de Kernel
Estructura de Lewis
[He]2s1
Sodio
[He] 2s22p5
Azufre
Uso de Kernel
Estructura de Lewis
Sulfuro de bario
Uso de Kernel
2. Investiga en revistas científicas cuál es la función e importancia de las sustancias iónicas en la Medicina. Una vez que tengan su información expongan frente
al grupo, se pueden apoyar de una lámina, cartulina o similar para realizar la
exposición.
Algunas de las sustancias que puedes investigar son: fluoruro de estaño II, nitrato de plata, yoduro de sodio, bicarbonato de sodio, entre otras. Puedes tomar
como referencia las siguientes notas.
199
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Fluoruro de estaño frente a la caries
El fluoruro de estaño estabilizado tiene una proporción de flúor biodisponible
equivalente a la mayoría de dentífricos fluorados del mercado.
Los recientes estudios muestran que el fluoruro de estaño estabilizado es efectivo en la
reducción de la caries.
Los estudios de laboratorio muestran que el fluoruro de estaño tiene una potente acción
antimicrobiana sobre el S. mutans actuando a nivel enzimático.
Estos estudios de laboratorio sugieren que el fluoruro de estaño estabilizado reúne las
características adecuadas para proveer una buena protección frente a la caries.
Son necesarios más estudios en vivo sobre el potencial anticaries del fluoruro de estaño
estabilizado para validar una capacidad superior anticaries frente a los dentífricos con
fluoruro de sodio.
Fuente: http://www.clinicasconradoandres.es/fluoruro-de-estano/
Nitrato de plata
El nitrato de plata es un potente anti infeccioso utilizado como astringente, cáustico y
antiséptico. Apenas se absorbe, ni siquiera cuando se aplica sobre las mucosas.
Antiséptico utilizado en compresas empapadas para facilitar la cicatrización de las
heridas superficiales supurantes y las úlceras.
Fuente: http://apps.who.int/medicinedocs/es/d/Jh2920s/25.3.html
Bicarbonato de sodio
El bicarbonato de sodio es un antiácido usado para aliviar la pirosis (acidez estomacal)
y la indigestión ácida. Su doctor también puede prescribir el bicarbonato de sodio para
disminuir los niveles de acidez de la sangre u orina ciertas condiciones.
Fuente: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/druginfo/meds/a682001-es.html
200
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Aprende más
Formación y propiedades de los compuestos con
enlace covalente
Definición de enlace covalente
Los enlaces covalentes se forman cuando los átomos que se combinan comparten
uno o más pares de electrones, de tal manera que ambos átomos completan su
octeto adquiriendo la configuración de un gas noble. Los compuestos covalentes
dan origen a moléculas. Una molécula es un conglomerado de electrones que se
comportan como una sola unidad.
Los enlaces covalentes se pueden dividir en no polares, polares y coordinados.
• Enlace covalente no polar: se forma entre átomos iguales y en el cual las cargas
eléctricas se distribuyen simétricamente.
Elaboración propia.
Por ejemplo, las moléculas de hidrógeno están formadas por dos átomos de hidrógeno que comparten su único electrón planetario, de forma que cada átomo de la
molécula tiene dos electrones en su órbita exterior.
Otros gases como el oxígeno y el cloro forman moléculas diatómicas semejantes. El
oxígeno tiene solamente 6 electrones en la órbita exterior y debe compartir dos pares de electrones para que cada átomo de la molécula cuente con los 8 electrones
necesarios en las órbitas exteriores.
El
cloro
tiene
siete
electrones en su órbita exterior, compartiendo un par de electrones forma el octeto.
201
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
En los enlaces covalentes la valencia se determina por el número de pares de
electrones que comparten los átomos participantes. Así, en el caso de los gases
hidrógeno y cloro, la valencia es 1, pues forman entre ellos un enlace simple, en el
caso del oxígeno gaseoso la valencia es 2, pues forman entre ellos un doble enlace.
En los enlaces covalentes no existe carga eléctrica del tipo que se produce en los
enlaces iónicos.
• Enlaces covalentes polar: Es cuando los electrones enlazantes no son compartidos en forma equitativa por los átomos, esto debido a que uno de los átomos
es más negativo que otro, se cumple que la diferencia de electronegatividad es
diferente de cero. Cada átomo aporta un electrón para formar el par que se comparte, pero éste resulta atraído más fuertemente por uno de los dos átomos, el
que corresponde al elemento con mayor electronegatividad. Así, los electrones
tienden a ubicarse en un polo de la molécula, generando una zona de densidad
eléctrica negativa, mientras que el otro polo de la molécula queda desprovisto
de electrones, convirtiéndose en un polo de densidad eléctrica positiva. Las moléculas en las cuales hay uniones covalentes polares forman dipolos, y las sustancias por ellas formadas son compuestos polares. Por ejemplo, la molécula de
agua, debido a que los pares de electrones se encuentran más cerca del átomo
de oxígeno, éste será ligeramente más negativo que los átomos de hidrógeno,
o éstos serán ligeramente más positivos que el átomo de oxígeno, aunque la
molécula sea eléctricamente neutra.
Dipolo: molécula en la que el centro de las cargas positivas no coincide
con el de las cargas negativas, debido a un desplazamiento de los
electrones hacia el polo negativo de la molécula, con lo cual se genera
una molécula con dos polos, uno positivo y otro negativo.
Como se observa en el esquema, los dos pares de electrones compartidos entre ambos elementos resultan atraídos con mayor fuerza por el
átomo de oxígeno, donde se
establece el polo de densidad negativa de la molécula,
la zona de densidad positiva
corresponde a los núcleos de
los átomos de hidrógeno.
La naturaleza polar de una
molécula de agua es la base
de su capacidad para disolver
otras sustancias polarizadas.
202
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
• Enlace covalente coordinado: en este enlace los átomos que se combinan comparten electrones, pero el par necesario para formar el enlace es proporcionado
solamente por uno de ellos. De modo que un átomo contribuye como dador de
los electrones y el otro como aceptor, aunque los electrones son compartidos.
Por ejemplo, en el dióxido de azufre, uno de los átomos de oxígeno establece
unión covalente no polar doble con el átomo de azufre, de manera que ambos
consiguen 8 electrones en su nivel electrónico externo. El segundo átomo de
oxígeno también comparte un par de electrones con el átomo de azufre, pero en
este caso los dos electrones los aporta el azufre, formándose una unión covalente dativa o coordinada.
Elaboración propia.
• Enlaces covalentes por el número de electrones compartido: cuando entre dos
átomos se forma un par electrónico se obtiene un enlace covalente simple también conocido como enlace sigma (σ), cuando entre dos átomos comparten dos
o tres pares de electrones se forma un enlace covalente doble o triple y se conoce como enlace pi (π).
Reglas en la estructura de Lewis para compuestos covalentes
Escribir los modelos de Lewis para moléculas como H2, Cl2 y O2 es muy sencillo,
pero cuando se requiere escribir dicha estructura con moléculas o iones poliatómicos de tres o más átomos se deben seguir las siguientes reglas:
1. Identifica el átomo central, que actuará como punto de partida. Los átomos centrales más comunes son los menos electronegativos (excepto el hidrógeno), por
lo que tienen mayor tendencia a compartir electrones con otros átomos.
2. Suma los electrones de valencia de todos los átomos que forman la molécula
(A). Si se trata de un ion negativo al final suma sus cargas negativas, por el
contrario, si es un ion positivo resta las cargas del ion.
3. Considera la regla del octeto, determina el total de electrones que caben en la
capa de valencia de todos los átomos de la molécula (B). Aplica esta sencilla
fórmula.
203
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
2X (total de electrones de hidrógeno en la molécula) +8 X (total de átomos ≠ del
hidrógeno)
4. Calcula el número de electrones enlazantes (C).
B–A=C
5. Para determinar el número de enlaces covalentes que hay en la molécula divide
C entre dos.
6. Determina el número de electrones no compartidos.
A – C = ē no compartidos
Estos electrones se acomodan alrededor de los átomos para completar su octeto. Si
al hacerlo quedan todavía electrones se le asignan al átomo central, para el hidrógeno se aplica lo que algunos llaman la “regla del dueto”, la cual dice que éste, el
litio y el berilio van a tener dos electrones en su capa de valencia para ser estables
y tener la configuración electrónica del helio.
7. Dibuja la estructura de la molécula o ion poliatómico.
8. Un modo de confirmar si la estructura de la molécula o ion poliatómico es la adecuada, es estableciendo la carga formal (CF) de cada átomo. Para esto toma en
cuenta que una molécula estable es eléctricamente neutra, por lo que la suma
de sus cargas es igual a cero. En los iones, la suma de las cargas formales da la
carga del ion.
Carga formal = + # de grupo - # de enlaces que forman - # de ē sin compartir.
Ejemplo:
Escribe la estructura de Lewis para el ácido nítrico HNO3
Proceso
1. Identifica el átomo central,
que actuará como punto de
partida. Los átomos centrales
más comunes son los menos
electronegativos (excepto el
hidrógeno), por lo que tienen
mayor tendencia a compartir
electrones con otros átomos.
2. Suma los electrones de valencia
de todos los átomos que forman la
molécula (A).
Si se trata de un ion negativo, al
final suma sus cargas negativas,
por el contrario, si es un ión
positivo resta las cargas del ión.
204
HNO3
(PO4)-3
(NH4)+1
El átomo
central es
el nitrógeno
(N) pues es
el menos
electronegativo
El átomo
central es el
fósforo (P) pues
es el menos
electronegativo
El átomo
central es
el nitrógeno
(N) pues es
el menos
electronegativo
H =1 eN = 5 eO = 6 eO = 6 eO = 6 eTotal de A = 24 e-
P = 5 eO = 6 eO=6e
O=6e
O=6e
Total de A = 29 e-
N = 5 eH = 1 eH = 1 eH = 1 eH = 1 eTotal de A = 9 e-
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
3. Considera la regla del octeto,
determina el total de electrones
que caben en la capa de valencia
de todos los átomos de la
molécula (B). Aplica esta sencilla
fórmula. 2X (total de electrones
de hidrógeno en la molécula) + 8X
(total de átomos ≠ del hidrógeno).
H = 2(1) = 2 eP = 8(1) = 8 eN = 8(1) = 8 eO = 8(4) = 32 eO = 8(3) = 24 eTotal de B = 40 eTotal de B = 34 e-
4. Calcula el número de electrones
enlazantes (C).
B–A=C
C = 34 – 24
e- = 10 e- enlazantes
5. Para determinar el número de
enlaces covalentes que hay en la
molécula divide C entre dos.
10 e- enlazantes / 2 = 5
enlaces.
6. Determina el número de
electrones no compartidos.
A – C = ē no compartidos.
24 ē – 10 ē
= 14 ē no
compartidos.
C = 40 – 29 e- =
11 e- enlazantes
N = 8(1) = 8 eH = 2(4) = 8 eTotal de B = 16 e-
C = 16 – 9 e- = 7
e- enlazantes
29ē – 11 ē = 18 ē
no compartidos.
7. Dibuja la estructura de la molécula
o ion poliatómico.
8. Un modo de confirmar si la estructura de la molécula o ion poliatómico es la adecuada, se hace
estableciendo la carga formal
(CF) de cada átomo. Para esto
toma en cuenta que una molécula
estable es eléctricamente neutra,
por lo que la suma de sus cargas
es igual a cero. En los iones, la
suma de las cargas formales dan
la carga del ion.
Carga formal = + # de grupo - # de
enlaces que forman - # de ē sin
compartir.
CF nitrógeno =
+5-4-0= +1
CF oxígeno
izquierda = +6
-2 -4= 0
CF oxígeno
derecha arriba
= +6 -2 -4= 0
CF oxígeno
derecha abajo
= +6 -1 -6 = -1
CF hidrógeno =
+1 -1 -0= 0
La carga formal
del hidrógeno
es cero y se da
por entendida
por el único
electrón que
tiene y el único
que puede
compartir.
La carga neta
es +1 -1 = 0,
por tanto es
una molécula
CF fósforo =
205
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Hasta este momento hemos visto la manera más sencilla de formación de enlace
covalente. Sin embargo, se ha demostrado que las moléculas producto de enlaces
covalentes presentan estructuras tridimensionales.
La geometría molecular se refiere al ordenamiento tridimensional en los átomos de
una molécula
La geometría molecular de un compuesto covalente se puede explicar mediante
varias teorías basadas en los estudios de Bohr y las leyes de la mecánica cuántica.
Entre estas tenemos la teoría de:
• La repulsión del par electrónico de la capa de valencia (TRPECV)
• Enlace de valencia (TEV)
• Orbital molecular (TOM)
Estas teorías permiten hacer predicciones sobre los compuestos covalentes y de
iones poliatómicos. La geometría molecular establece demasiadas propiedades físicas y químicas de los compuestos covalentes y en consecuencia determina el comportamiento de dichas moléculas en las reacciones químicas. Los sentidos como el
gusto, olfato y vista dependen de la geometría molecular.
206
Átomos
unidos
Pares
libres
4
0
3
1
2
2
Núm. Coordinación/
hibridación
4 sp3
Geometría
Ejemplo
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Sabías que...
El sentido del olfato, al igual que el del gusto, es un sentido químico. Se denominan
sentidos químicos porque detectan compuestos químicos en el ambiente, con la diferencia
de que el sentido del olfato funciona a distancias mucho más largas que el del gusto. El
proceso del olfato sigue más o menos estos pasos:
1. Las moléculas del olor en forma de vapor (compuestos químicos) que están
flotando en el aire llegan a las fosas nasales y se disuelven en las mucosidades (que
se ubican en la parte superior de cada fosa nasal).
2. Debajo de las mucosidades, en el epitelio olfatorio, las células receptoras
especializadas, también llamadas neuronas receptoras del olfato, detectan los
olores. Estas neuronas son capaces de detectar miles de olores diferentes.
3. Las neuronas receptoras del olfato transmiten la información a los bulbos
olfatorios, que se encuentran en la parte de atrás de la nariz.
4. Los bulbos olfatorios tienen receptores sensoriales que en realidad son parte del
cerebro que envían mensajes directamente a:
• los centros más primitivos del cerebro donde se estimulan las emociones y
memorias (estructuras del sistema límbico) y
• centros “avanzados” donde se modifican los pensamientos consientes (neo
corteza).
5. Estos centros cerebrales perciben olores y tienen acceso a recuerdos que nos traen
a la memoria personas, lugares o situaciones relacionadas con estas sensaciones
olfativas.
Fuente: http://www.tsbvi.edu/seehear/summer05/smell-span.htm
Propiedades de los compuestos con enlace covalente
Son compuestos formados por moléculas perfectamente diferenciables.
Los átomos de estas moléculas están unidos por enlaces covalentes fuertes, pero
las fuerzas entre las moléculas son débiles. Como resultado, las moléculas se pueden separar fácilmente y debido a ello suelen ser gases, líquidos o sólidos que
subliman.
Los compuestos con enlace covalente presentan un punto de fusión y de ebullición
relativamente bajos. En general no funden a temperaturas superiores a 300 0C o
no hierven a más de 6000C. Asimismo, se caracterizan por no conducir la corriente
eléctrica.
Algunos átomos se unen entre sí por enlaces covalentes formando grandes estructuras en forma de redes cristalinas. Debido a la fuerza de estas atracciones suelen
ser sólidos de punto de fusión y ebullición muy elevados. El SiO2 funde a 1700 °C
y su punto de ebullición es de 2200 °C, en tanto que el diamante tiene un punto de
fusión de 3500°C y de ebullición de 4200 °C. Estos, en general, tampoco conducen
la corriente eléctrica.
207
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: Reúnete con un compañero y realiza lo que se te pide a continuación.
1. Usando la estructura de Lewis explica la formación de los siguientes compuestos
covalentes.
Compuesto
Estructura de Lewis
Br2
HCl
H 3P
2. Ordena cada uno de los conjuntos de elementos en orden creciente de
electronegatividad. Apóyate en la tabla periódica que viene en el apéndice 1 de
tu libro.
Conjunto de
elementos
P, C, O
Mg, S, F
N, S, Br
Se, As, Br
F, Cl, Br, I
208
Orden creciente de electronegatividad
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
3. De los siguientes compuestos, indica si se trata de un compuesto iónico o
covalente. Apóyate de la tabla de electronegatividades que se encuentra en el
apéndice 1 de tu libro.
Conjunto de
elementos
Tipo de compuesto
CaS
KI
P2O5
NaCl
NH3
CO
Reflexionemos sobre las actividades 2 y 3
¿De qué te das cuenta?
La estructura de Lewis se utiliza para explicar cómo es que los átomos se
mantienen unidos formando moléculas, y de acuerdo con este tipo de unión o
enlace son sus propiedades físicas y químicas. En la actividad 2 se describe
la transferencia de electrones de un átomo a otro y en el covalente se describe
la compartición más equitativa de los electrones.
Al final de la actividad podrás consultar la sección de retroalimentación en el
apéndice 2 al final del libro para comparar tus resultados, al igual que con los de tus
compañeros y junto con el profesor llegarán a conclusiones.
209
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Aprende más
Enlace metálico
Casi todos los metales son maleables, lo que permite que se puedan martillar para
formar hojas delgadas y flexibles capaces de estirarse para formar alambres. Estas
propiedades indican que los átomos están preparados para deslizarse unos respecto de los otros. Los sólidos iónicos o los cristales de la mayoría de los compuestos
covalentes no muestran este comportamiento. Esta clase de sólidos son típicamente quebradizos y se fracturan con facilidad.
Casi todos los metales crean estructuras sólidas en donde los átomos están dispuestos como esferas acomodadas de forma compacta. El número de electrones
de la capa de valencia disponibles para la formación de enlaces no es suficiente
para que un átomo forme un enlace de par electrónico con cada uno de sus vecinos.
Para que cada átomo comparta sus electrones enlazantes con todos sus vecinos,
estos electrones deben ser capaces de movilizarse de una región de enlace a otra.
La unión de metales no forma compuestos, para explicar un enlace metálico se tienen dos modelos que son:
a) Mar de electrones de valencia
b) Bandas de energía
Mar de electrones de valencia
Este modelo supone que los átomos de un sólido metálico se encuentran empaquetados en una ordenación sistemática o estructura cristalina. Como los metales
presentan baja energía de ionización, tienden a perder sus electrones de valencia
con relativa facilidad para formar iones positivos. Sin embargo, los electrones son
móviles y ningún electrón en particular está confinado a un ion metálico específico.
210
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Cuando un alambre metálico se conecta a los bornes de una batería, los electrones
fluyen a través del metal hacia el borne positivo y hacia el metal desde la batería en
el borne negativo. La alta conductividad térmica de los metales también se explica
por la movilidad de los electrones, la cual permite transferir fácilmente la energía cinética por todo el sólido. La capacidad de deformación de los metales (maleabilidad
y ductilidad) se puede explicar por el hecho de que los átomos metálicos se pueden
mover sin que se rompan enlaces específicos. El material se adapta sin dificultad al
cambio de posición de los átomos, producto de la nueva forma del metal, a través
de una redistribución de los electrones. Según este modelo, no hay un solo átomo
que este unido a otro, y al aplicarle una fuerza, los iones metálicos se deslizan a
través del mar de electrones para ocupar nuevos sitios.
Bornes: pieza metálica en forma de botón que sirve para comunicar un
aparato eléctrico o una máquina con un hilo conductor de la corriente
eléctrica.
Bandas de energía
Se basa en la teoría del orbital molecular al suponer que en una red metálica los
átomos están tan cerca unos de otros que sus orbitales atómicos se superponen
entre sí y dan lugar a un conjunto de orbitales moleculares de energía similar que
están mejor descritos como una banda de niveles energéticos.
El modelo también establece que dentro de cada banda, los electrones van llenando los orbitales de más baja energía, tal como se llenan los orbitales en cualquier
átomo, los orbitales moleculares energéticamente semejantes y llenos constituyen
la banda de valencia.
El conjunto de orbitales moleculares vacíos recibe el nombre de banda de conducción. Si las bandas electrónicas del sólido están completamente llenas, la sustancia
es un aislador, ya que no existen niveles no ocupados disponibles para los electrones.
Éste es el caso, por ejemplo, de numerosos sólidos no metálicos, como
sería el carbono (diamante), silicio,
azufre, fósforo, entre otros; en los
cuales cada átomo tiene completo su
octeto electrónico formando uniones
covalentes con todos sus vecinos más
cercanos.
211
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Un aislador podría convertirse en conductor si uno (o más) de los electrones de la
banda más elevada pudiera ser expulsado, dejando así un nivel vacante en esta
banda; al mismo tiempo, el electrón es llevado a una banda superior donde se dispone de muchos niveles vacantes. En general, se necesita una gran energía para
provocar la transferencia aludida de un electrón de una banda a otra.
Sabías que...
Muchos de los metales que conocemos no son puros, sino aleaciones. Una aleación es
una disolución sólida, y se prepara disolviendo un metal en otro, generalmente cuando
ambos están en estado líquido. La aleación tiene propiedades fisicoquímicas diferentes
de las de metales originales.
Por ejemplo las aleaciones de mercurio se llaman amalgamas generalmente con plata y
zinc son muy utilizadas por los dentistas para llenar las cavidades dentales. El mercurio
en su estado puro es muy venenoso, pero cuando se encuentra en aleación no representa
mayor problema de salud.
212
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Características que se derivan del enlace metálico
La mayoría de los metales tienen puntos de fusión y ebullición altos, por ejemplo,
el wolframio funde a 3422 °C. Pero éste suele ser variable de acuerdo con el metal.
Poseen una gran resistencia debido a la enorme fuerza de cohesión y presentan
superficies pulidas, casi no absorben luz, por lo contrario, la reflejan, una superficie
metálica reciente tiene un lustre característico.
Además, los metales que podemos manipular con las manos desnudas producen
una sensación fría característica relacionada con su elevada conductividad térmica.
Los metales tienen también una alta conductividad eléctrica; la corriente eléctrica
fluye fácilmente a través de ellos. El flujo de corriente se produce sin que haya
desplazamiento de átomos dentro de la estructura metálica y se debe al flujo de
electrones en el interior del metal. La conductividad térmica de un metal es por lo
común paralela a su conductividad eléctrica.
Aprende más
Fuerzas intermoleculares
Son fuerzas de atracción entre moléculas que ejercen más influencia sobre sólidos
y líquidos. Para entender mejor estas propiedades es necesario comprender los
diferentes tipos de fuerzas.
Fuerzas de Van der Waals
Esta clase de fuerza es mucho más débil que el enlace covalente, incluye la atracción de los electrones de un átomo por el núcleo del otro y la consiguiente redistribución de la carga electrónica en las moléculas.
Fuerzas de Van der Waals
Atracción dipolo-dipolo
Características
Se presenta entre dos moléculas polares
iguales o diferentes. Los dipolos existentes
interaccionan entre sí, orientándose de tal
manera que producen débiles uniones entre
ellos. Los puntos de fusión y ebullición de las
sustancias participantes de la unión pueden
verse modificadas ligeramente.
213
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Atracción dipolo-dipolo inducido
Ocurre cuando una molécula polar al acercarse
a una molécula no polar induce en ella un
dipolo instantáneo.
Fuerzas de dispersión
Conocidas como fuerzas de London, se
presentan cuando moléculas no polares
sometidas a un factor externo, como la
disminución de la temperatura, se aproximan
entre sí, lo que origina un movimiento
desordenado o disperso de los electrones
en los átomos de estas moléculas. Así se
crean dipolos instantáneos que permiten a las
moléculas experimentar fuerzas de atracción
débiles.
Puentes de hidrógeno
Es un tipo especial de atracción dipolo-dipolo y quizás el más importante. Se produce cuando el hidrógeno está enlazado a un átomo muy electronegativo y de pequeño volumen como el oxígeno, el flúor o el nitrógeno, formándose moléculas muy
polares atraídas entre sí por intensas interacciones bipolares. Los compuestos que
experimentan este tipo de fuerzas presentan un visible cambio en sus puntos de fusión y ebullición que se refleja en su estado de agregación a temperatura ambiente.
Otras moléculas que presentan puentes de hidrógeno son ADN, ARN, la estructura
secundaria y terciaria de las proteínas.
Sabías que...
La propiedad más singular del agua debida al puente de hidrogeno es que sea líquida a
temperatura ambiente. Esta interacción es la responsable de las propiedades térmicas del
agua, jugando un papel muy importante en la regulación de la temperatura en los seres
vivos.
Todas las reacciones químicas del organismo no se realizan en ausencia de agua.
Considerando que en el organismo vivo ocurren cientos y miles de reacciones en
cualquier instante, podemos comprender por qué la concentración de agua es tan elevada
en todos los tejidos corporales.
214
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Actividad integradora
Instrucciones: Reúnete con dos compañeros más e investiguen:
• ¿Cuál es la importancia del agua para las células vivas de acuerdo con su estructura molecular?
• ¿Cuáles son las propiedades o características de la estructura a nivel molecular
del agua?
• ¿Por qué se dice que el contenido de agua y la actividad fisiológica están en
relación directa?
A continuación realicen un cartel que exponga lo más significativo con el siguiente
formato.
a) Título en la parte central: llamativo y de no más de cuatro palabras.
b) Autores: los nombres de los integrantes.
c) Información básica: qué has obtenido de fuentes de información relevantes (libros, revistas, etc.) que sea completa, incluya palabras clave que puedan dar
seguimiento a otras.
d) Conclusión: breve, con ideas claras y no más de cinco renglones de extensión.
e) Imágenes para explicar el tema.
f) Posteriormente realicen la exposición de sus carteles ante el grupo.
g) Realice un cartel en forma limpia y ordenada.
h) La forma de evaluar se encuentra en la rúbrica de la parte final del bloque.
Al final de la actividad podrás consultar en el apartado de respuestas un modelo de
solución que les ayudará a evaluar y valorar sus aprendizaje.
215
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Aplica lo aprendido
Actividad 5
Práctica
Propósito
Diferencia los compuestos químicos según su enlace y determina las propiedades
de compuestos iónicos y covalentes aplicando técnicas de laboratorio.
Fundamento
Los enlaces químicos en la mayor parte de compuestos son iónicos y covalentes.
Existen propiedades cuya demostración nos permite identificar el tipo de enlace de
un compuesto.
Calor
Los iónicos son muy estables y resisten al calor sin descomponerse, no son
combustibles. Los covalentes tienen bajo punto de fusión, se descomponen,
la mayoría son combustibles.
Solubilidad
Los iónicos son solubles en el agua formando electrolitos y conducen la
corriente eléctrica. Los covalentes son poco solubles en agua pero solubles
en sustancias orgánicas. No conducen la corriente eléctrica.
Indicadores
Sólo para radical oxidrilo (OHˉ), sus compuestos iónicos (hidróxidos) cambian
de color con la fenoftaleina y sus compuestos covalentes (alcoholes) no
colorean a la fenoftaleina.
Materiales
6 frascos pequeños de vidrio
1 plato chico de vidrio
1 mechero
1 cuchara pequeña de metal
1 pinza
216
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Reactivos
•
•
•
•
•
•
Agua
Alcohol
Sebo
NaCl (Sal común)
Sosa cáustica NaOH (limpiador de estufas)
Fenoftaleina o col morada
Nota: para preparar la col morada sólo necesitas separar las hojas y colocarla en
una olla, adiciona agua, enciende la estufa y deja que hierva por 10-15 minutos (mejor hasta que alcance los 100 °C) después deja enfriar la olla, a continuación, toma
un embudo, pon un papel de filtro de cafetera sobre el embudo, pon otra olla o un
vaso debajo del embudo y pasa la cocción violeta sin dejar que las hojas se caigan.
Una vez que se haya reunido todo el líquido morado, puedes desechar las hojas.
Otra forma de extraer el pigmento es sumergir las hojas de col machacadas en alcohol etílico o isopropílico (de botiquín) durante unos 15 minutos, aunque se recomienda la primera opción porque se obtiene más rápidamente y en mayor proporción.
Procedimiento
1. Coloca en un frasco un poco de sebo y en otro una cucharada de sal.
2. Con ayuda de las pinzas acerca el frasco al mechero y somete al calor las dos
sustancias. Anota tus observaciones en la tabla siguiente:
Propiedad
Sustancia
Observaciones (Incluye el dibujo de lo que observas )
Sebo
Calor
NaCl
217
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
3. Toma otros dos frascos de vidrio y agrega un poco de agua en cada uno de ellos,
luego añade a uno NaCl y al otro sebo. Agita vigorosamente. Anota tus observaciones en la siguiente tabla.
Propiedad
Sustancia
Observaciones (incluye el dibujo de lo que observas)
Sebo
Solubilidad
NaCl
4. Toma los últimos dos frascos y en uno de ellos coloca Alcohol etílico y en otro
Sosa cáustica, recuerda que esta sustancia se deberá manejar con cuidado para
evitar lesiones, luego agrega dos gotas de solución preparada con la Col Morada
o dos gotas de fenolftaleína. ¿Qué observas?
Propiedad
Sustancia
Observaciones (incluye el dibujo de lo que observas)
Alcohol etílico
Indicadores
Sosa cáustica
Conclusiones
Al final de la práctica podrás consultar en la sección de retroalimentación en el
apéndice2 un modelo de solución que te ayudará a comparar tus resultados, no
olvides guiarte en la lista de cotejo que está en la evaluación del bloque.
218
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Cierre del bloque V
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una X en el nivel de avance
que tú consideras has logrado a lo largo del bloque V.
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente
49% o menos = No logré el aprendizaje.
Nivel de avance
Conceptuales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Identificas y clasificas los tipos de enlaces.
Distingues las propiedades de los enlaces.
Identificas las fuerzas intermoleculares.
219
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Elaboras estructuras de Lewis para los
elementos y compuestos con enlace iónico y
covalente.
Diferencias las propiedades macroscópicas
de los líquidos y gases a partir de las fuerzas
intermoleculares.
Explicas las propiedades de los metales a
partir de las teorías del enlace metálico.
Explicas la importancia del puente de hidrógeno
en la formación de la estructura de las
biomoléculas.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
Reflexionas sobre el uso del agua
220
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
221
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Instrumentos de evaluación del bloque V
Rúbrica para la elaboración del cartel
La presente rúbrica te servirá para que realices el cartel, al concluirlo vuelve a este
apartado y realiza la autoevaluación, verificando que has cumplido con los criterios
ores señalados.
Rúbrica de cartel
Indicadores
Criterios
Muy bien
10
Bien
9-8
Presentación
Está realizado con
limpieza. Tiene
claridad en la
escritura, sin faltas de
ortografía.
Tiene título del
tema, formado con 4
palabras.
Contiene el nombre
del autor.
Está realizado
con limpieza.
Tiene 2 faltas de
ortografía, pero
con claridad en la
escritura.
Tiene título del
tema formado con
4 palabras.
Contiene el
nombre del autor.
Investigación
El contenido
de información
referente al tema
está completo. Usa
palabras clave. Es
ordenado y de fácil
lectura para sus
compañeros.
Creatividad
Se usaron colores y
diferentes materiales.
Se resaltaron ideas
principales. Tiene
esquemas y dibujos.
Exposición
222
Explica el cartel.
Conoce el tema y
contesta todas las
preguntas referentes
al cartel.
Regular
7-6
Deficiente
5-0
Tiene manchas o
está sucio.
Tiene 2 a 4 faltas
de ortografía.
No tiene el título
del tema.
No tiene el nombre
del autor.
Está sucio. Incompleto
y con más de 4 faltas
de ortografía.
No tiene el título del
tema.
No tiene el nombre del
autor.
La información
está incompleta.
Usa palabras
clave. El cartel es
ordenado pero es
complicado en su
lectura.
La información está
incompleta. No usa
palabras clave.
Esta ordenado pero
es complicada su
lectura.
La información no
correcta.
No usa palabras clave.
No tiene orden. Y no se
entiende la explicación
del tema.
Se usaron colores.
No se resaltaron
ideas principales.
Tiene pocos
esquemas o
dibujos.
Se usaron 2
colores o uno.
No resaltaron ideas
principales. No
tiene esquemas ni
dibujos.
No se usaron colores ni
diferentes materiales.
No resaltaron ideas.
No tiene dibujos o gráficos.
Explica el cartel.
Conoce el
tema. Contesta
sólo algunas
preguntas
referentes al
cartel.
Explica vagamente
el cartel.
Conoce vagamente
el tema.
Contesta sólo
algunas preguntas
referentes al cartel.
No puede explicar el
cartel.
No conoce el tema.
No contesta las preguntas.
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque V
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en el
desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
Nivel
de
avance
Atributos
•
Enfrenta las dificultades que se le
presentan y es consciente de sus
valores, fortalezas y debilidades.
•
Administra los recursos disponibles
teniendo en cuenta las restricciones
para el logro de sus metas.
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
1. Se conoce y valora a sí mismo y
aborda problemas y retos teniendo
en cuenta los objetivos que persigue.
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios,
códigos y herramientas apropiados. •
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo
cómo cada uno de sus pasos
contribuye al alcance de un objetivo.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir de
métodos establecidos.
Continúa...
223
B
loque V
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Competencias genéricas
Atributos
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a
su relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumentos de
manera clara, coherente y sintética.
•
Define metas y da seguimiento a
sus procesos de construcción de
conocimiento.
•
Articula saberes de diversos campos
y establece relaciones entre ellos y su
vida cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva,
congruente con los conocimientos y
habilidades con los que cuenta dentro
de distintos equipos de trabajo.
•
Actúa de manera propositiva frente
a fenómenos de la sociedad y se
mantiene informado.
•
Asume una actitud que favorece la
solución de problemas ambientales
en los ámbitos local, nacional e
internacional.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y relevancia
general, considerando otros puntos
de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia cívica
y ética en la vida de su comunidad,
región, México y el mundo.
11. Contribuye al desarrollo sustentable
de manera crítica, con acciones
responsables.
224
Nivel
de
avance
Interpretas enlaces químicos e interacciones
intermoleculares
Competencias disciplinares
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y
los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos
científicos.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades en su vida cotidiana.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
225
Bloque VI. Manejas la nomenclatura química inorgánica
Bloque VI
Manejas la nomenclatura
química inorgánica
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Introducción
¿Te has preguntado qué pasaría si cada una de las personas que conoces no tuvieran un nombre propio?, no lo podrías identificar en una lista ni entre un grupo de
personas. Lo mismo ocurre en Química, se conocen un gran número de compuestos y ha sido necesario asignarle a cada uno un nombre para poder diferenciarlo,
sin importar el idioma ni el lugar que se trate. Para darles nombre a las sustancias
existe un organismo llamado Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, UIQPA o IUPAC por sus siglas en inglés, que establece las normas bajo las cuales
debe nombrarse a los compuestos químicos.
Los nombres de las sustancias químicas juegan un papel muy importante en la química ya que de esta manera se pueden reconocer las propiedades de cada uno de
ellos y clasificarlos según su grupo funcional. Es este bloque aprenderás a darles
nombre a algunos compuestos inorgánicos y también obtener la fórmula a partir del
nombre.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias
genéricas
228
Atributos
1. Se conoce y valora a sí mismo y
•
aborda problemas y retos teniendo
en cuenta los objetivos que
•
persigue.
Enfrenta las dificultades que se le presentan y es
consciente de sus valores, fortalezas y debilidades.
Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus metas.
4. Escucha, interpreta y emite
•
mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización
de medios, códigos y herramientas •
apropiados.
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas, matemáticas o
gráficas.
Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral
e infiere conclusiones a partir de ellas.
•
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir
de métodos establecidos.
•
Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
Manejas la nomenclatura química inorgánica
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos
•
•
•
•
•
Elige las fuentes de información más relevantes para
un propósito específico y discrimina entre ellas de
acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
Define metas y da seguimiento a sus procesos de
construcción de conocimiento.
Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
Asume una actitud constructiva, congruente con
los conocimientos y habilidades con los que cuenta
dentro de distintos equipos de trabajo.
9. Participa con una conciencia cívi•
ca y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.
Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de
la sociedad y se mantiene informado.
11. Contribuye al desarrollo
sustentable de manera crítica,
con acciones responsables.
Reconoce y comprende las implicaciones biológicas,
económicas, políticas y sociales del daño ambiental
en un contexto global e interdependiente.
•
Competencias disciplinares
•
•
•
•
•
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas
cotidianos.
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades en su vida cotidiana.
¿Con qué propósito?
Identificas los cambios químicos y los diferentes compuestos a través del lenguaje
universal de la ciencia química y promueves el uso de normas de seguridad para el
manejo de los compuestos químicos.
229
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Descripción
1. Reglas de la UIQPA para escribir fórmulas y nombres de los compuestos
Químicos inorgánicos:
•
• Óxidos metálicos
• Óxidos no metálicos
•
• Hidruros metálicos
• Hidrácidos
• Hidróxidos
• Oxiácidos
• Sales
Conceptuales
•
Procedimentales
•
•
•
Actitudinales
230
Metodología
•
Escribes correctamente las fórmulas y
nombres de los compuestos químicos
inorgánicos.
Resuelves ejercicios de nomenclatura
química inorgánica.
Aplicas correctamente las fórmulas
químicas a la solución de problemas.
Reconoces
compuestos
químicos
inorgánicos en productos de uso cotidiano.
Reflexionas sobre la importancia de los
compuestos químicos inorgánicos en tu
quehacer cotidiano y el de tu contexto.
Identificas y clasificas
conceptos.
Relacionas
información.
•
•
•
•
Resuelves ejercicios.
Clasificas datos.
Investigas conceptos.
Realizas un catálogo.
•
Reflexionas y
tomas conciencia
del impacto en tu
contexto a partir de la
actividad integradora.
Manejas la nomenclatura química inorgánica
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque, todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
¿Qué tiempo vas a emplear?
Para el desarrollo del bloque VI considera 15 horas que podrás distribuirlas de la
siguiente manera. Emplea seis horas para abordar los contenidos temáticos y nueve horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo del bloque, por lo que es importante que
cuentes con un cuaderno de trabajo y que tengas la disosición para trabajar tanto
de forma individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
•
•
•
•
•
Evaluación diagnóstica.
Ejercicios prácticos.
Mapa conceptual.
Catálogo de productos.
Práctica.
231
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
¿Con qué conocimientos cuentas?
Has llegado al sexto bloque del curso de Química I y es importante recordar lo que
aprendiste con anterioridad.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Responde individualmente a lo que se te pide a continuación, y al
final compara tus respuestas con las de tus compañeros y las que se presentan al
final del libro.
1. Clasifica los siguientes elementos en metales (M) y no metales (NM).
Potasio___________
Oxígeno ___________ Cloro___________
Litio______________
Antimonio___________ Aluminio_________
Mercurio__________
Boro_______________ Bromo___________
Platino____________
Sodio______________ Oxígeno___________
2. Escribe en las líneas el número de electrones de valencia que contienen los
siguientes elementos:
a) 1s2 2s2 2p6 3s1
__________________________________________
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
__________________________________________
c) [Xe54] 6s2
__________________________________________
d) [Ar18] 4s2 3d104p5 __________________________________________
e) 1s2 2s2 2p5
__________________________________________
f) 1s2 2s2 __________________________________________
232
Manejas la nomenclatura química inorgánica
3. Completa el siguiente diagrama con las palabras que corresponden:
iónico
fuerzas de Van der
Waals
moléculas
covalente
puente de hidrógeno
átomos
metálico
fuerzas intermoleculares
Si de la actividad anterior has respondido favorablemente 26 apartados considera tu
resultado como Bien, si has contestado correctamente de 21 a 25 como Regular,
y menor a este parámetro considéralo como No suficiente y requieres reforzar el
conocimiento.
Bien
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus conocimientos sobre los siguientes conceptos, consultando en fuentes de información
como libros de texto, diccionarios, revistas y otros materiales con los que cuentes
a tu alcance:
Elementos metálicos, elementos no metálicos, electrones de valencia, enlaces.
233
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Prepárate para introducirte al maravilloso mundo de la tabla periódica, pero antes
de iniciar responde las siguientes preguntas, escribiendo dentro del paréntesis la
letra que corresponda.
(
(
S = Siempre
A = A veces (
N = Nunca
(
) En acciones de tu comunidad, ¿buscas información y
participas con una conciencia cívica?
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones
con fundamento, ¿analizas los conceptos de acuerdo a una
reflexión profunda?
) Las probables respuestas a un problema planteado en una
investigación se conocen como hipótesis. Ante una investigación
o práctica de laboratorio, ¿comúnmente respondes a las
problemáticas con respuestas posibles?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades
que te llaman la atención, además de lo que tu libro te informa
o tu profesor te comenta, ¿investigas por cuenta propia?
Bien = Siempre
¿Cómo evalúas tus competencias?
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N estás en proceso para
su desarrollo.
234
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Para iniciar, reflexiona
Si haces un poco de memoria, ¿cuántos nombres podrías citar en un minuto? ¿Y
si te dicen que ahora cites los que empiecen con la letra A? Alejandro, Abel, Ana,
Adriana, Antonio, Anabel, Azucena, Artemio, etc. Pues bien, cada día de tu vida has
estado rodeado no sólo de nombres de personas, sino también de nombres de lugares, ríos, montañas, comida, medicamentos, productos, entre otros. Y si además
buscaras su significado en el diccionario, podrías darte cuenta de que muchos de
ellos tienen una raíz etimológica.
En este bloque aprenderás que también los compuestos químicos tienen una clasificación y su nombre se relaciona con algún lugar, científico o propiedad física en
especial. Así que es importante que no pierdas de vista cada contenido que el libro
te presenta, ya que al final podrás comprobar su gran utilidad en tu contexto diario.
Aprende más
Reglas de la UIQPA para escribir fórmulas y
nombres de los compuestos químicos inorgánicos
A través de la historia, diversos personajes
han contribuido a establecer el nombre de
los elementos y compuestos químicos. Por
ejemplo, en el periodo de la alquimia se
utilizaban símbolos para reconocer elementos
o compuestos que ya estaban descubiertos.
235
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Posteriormente, el científico
Dalton utilizó círculos con diversos símbolos, como se indica en la figura.
A medida que se fueron descubriendo más elementos,
surgió la necesidad de idear
un sistema de nomenclatura
para facilitar su identificación
sin importar el idioma que se
tratara. Así, el sueco Berzelius, en 1814, propuso un sistema que constaba de símbolos y fórmulas. Por su parte, el francés Lavoisier comienza la clasificación de las
sustancias químicas de acuerdo con sus propiedades y composición.
Actualmente el nombre que se le asigna a un elemento puede tener su origen en
algún vocablo latino, griego, alemán, etc., o bien, en honor al lugar donde se descubrió o a un científico notable. Por ejemplo:
Elemento
Origen
Mercurio
Uranio
En honor a los planetas Mercurio y Urano, respectivamente.
Europio
Polonio
Procedente de Europa y Polonia, respectivamente.
Einstenio
Mendelevio
En honor a Albert Einstein.
En honor a Mendeléiev.
Lo mismo pasó con los compuestos al principio se les asignaba nombre sin seguir
reglas específicas, pues sólo se debía a las características o a alguna propiedad
sobresaliente. A estos nombres se les considera aún como nombre común o trivial.
A continuación se presentan algunos ejemplos:
236
Fórmula
Nombre común o trivial
Nombre químico
CaO
Cal o cal viva
Óxido de calcio
NaOH
Sosa cáustica o lejía
Hidróxido de sodio
CO2
Hielo seco
Dióxido de carbono
HCl
Ácido muriático
Ácido clorhídrico
Al2O3
Alúmina
Óxido de aluminio
Ca(OH)2
Cal apagada
Hidróxido de calcio
NaHCO3
Polvo de hornear
Carbonato ácido de sodio
Manejas la nomenclatura química inorgánica
A consecuencia de esta nomenclatura y para evitar tener que memorizar cientos de
nombres de compuestos, en 1921, se conformó la Unión Internacional de Química
Pura y Aplicada (UIQPA) o IUPAC por sus siglas en inglés, que es la comisión encargada de revisar, modificar y establecer las reglas para dar el nombre sistemático
a cada compuesto. En las reglas establecidas por la IUPAC nos basaremos para
abordar los siguientes contenidos.
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: Clasifica las siguientes columnas según corresponda al origen del
nombre de cada elemento.
Curio
Tantalio
Prometio Zirconio
Francio
Rubidio
Nobelio
Germanio
(
(
(
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
)
)
)
a)
b)
c)
d)
Lugares: país, continente, ciudad
Característica física sobresaliente
Personajes famosos
Seres mitológicos
Compara tus respuestas en el apéndice que se encuentra al final de tu libro.
Reflexionemos sobre la actividad 1
¿De qué te das cuenta?
Para identificar cada una de las diferentessustancias, el ser humano se ha
visto en la necesidad de asignarles un nombre, el cual en un principio se
daba de forma arbitraria, dependiendo de las características del elemento
o compuesto, lugar de procedencia, nombre de algún científico, o bien, en
relación con un ser mitológico. Sin embargo, al paso del tiempo no resultó tan
conveniente, ya que el número de compuestos se incrementó demasiado.
Por ello, que se forma la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada,
quien funge como autoridad mundial en las decisiones de la Química.
237
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aprende más
Fórmulas químicas de compuestos químicos
Cuando dos o más elementos se combinan en proporciones de masa definidas,
forman un compuesto químico, el cual se representa con los símbolos de cada
uno de los elementos integrando una fórmula química. En una fórmula química, los
símbolos representan átomos, y los subíndices, el número de ellos. En caso de que
no lleve algún subíndice, el símbolo representa la unidad o, en otras palabras, un
átomo de ese elemento.
Como recordarás, los elementos químicos se combinan gracias a
los enlaces químicos así, para escribir una fórmula química es importante considerar los conceptos de valencia y número de oxidación.
Valencia es un número entero que se utiliza para describir la capacidad de combinación que tienen los átomos.
En algunos elementos, la valencia coincide con el grupo al que pertenece y puede
ser positiva, cuando el átomo cede o pierde uno o más electrones al combinarse
(en el caso de un metal) y pierde o comparte electrones (si es un no metal). También
puede ser negativa si el átomo gana o comparte uno o más electrones.
Grupo
IA
Descripción
+1
El elemento pierde un electrón.
+2
El elemento pierde dos electrones.
+3
El elemento pierde tres electrones.
IV A
±4
El elemento pierde, gana o comparte
cuatro electrones.
VA
−3
El elemento gana o comparte tres electrones.
VI A
−2
El elemento gana o comparte dos electrones.
VII A
−1
El elemento gana o comparte un
electrón.
II A
III A
238
Valencia / Número de oxidación
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Pese a lo anterior, los elementos a partir del grupo IV A pueden tener más de una
valencia, por lo que se introduce el concepto de número de oxidación.
El número de oxidación es un número entero positivo o negativo, que se utiliza
para describir la capacidad de combinación con base en ciertas reglas, las cuales
nos proporcionan un método de contabilidad electrónica.
El número de oxidación se determina por la posición donde se encuentra el elemento químico en la tabla periódica, que se relaciona con la electronegatividad y
puede tener valor positivo o negativo, según el otro elemento con el que se combine
o enlace.
Para conocer la forma de asignar los números de oxidación de los elementos, se
consideran las siguientes reglas:
• El número de oxidación de un elemento libre es cero. Por ejemplo, Zn, H2, N2, C.
• El número de oxidación del oxígeno es -2, excepto en peróxidos que es -1, por
ejemplo, en CO2, CdO.
• El número de oxidación del hidrógeno en la mayoría de los compuestos es +1,
excepto en los hidruros metálicos e hidruros no metálicos de los grupos III, IV y
V A. Por ejemplo: H2O (+1), NaH (-1).
• El número de oxidación de los metales alcalinos es +1, por ejemplo, Rb +1.
• El número de oxidación de los metales alcalinotérreos es +2, por ejemplo: Ba3P2.
• El número de oxidación de un ión es igual a su carga, por ejemplo, (OH)-1.
• La suma de los números de oxidación de los elementos que forman un compuesto es 0.
La siguiente tabla muestra los números de oxidación más comunes.
Números de oxidación más comunes*
METALES
+1
+2
+3
+4
+1,+2
+1,+3
Li
Be
Al
Ti
Cu
Au
Na
Mg
Zr
Hg
Tl
K
Ca
Hf
Rb
Sr
Cs
Ba
Fr
Ra
Ag
Zn
+2,+3
+2,+4
+2,+3,+6
Fe
Sn
Cr
Co
Pt
Ni
Pb
+2,+3,+4,+6,+7
Mn
Pt
Cd
239
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
NO METALES
+3
+2,+4
B
C
Si
Ge
+3,+5
N
P
As
Sb
±2,+4 ,+6
S
Se
Te
±1,+3,+5,+7
F
Cl
Br
I
-2
±1
O
H
*Los números de oxidación más comunes son también para efectos de estudio del propio
bloque.
Procedimiento para asignar los números de oxidación de los elementos en un compuesto o ión poliatómico:
a) Se escriben, en la parte superior de los símbolos de los elementos, los números
de oxidación que se conozcan.
b) Se multiplica el número de oxidación de cada elemento por el número de átomos
del mismo, presentes en el compuesto.
c) Se indica, en la ecuación, que la suma de todos los números de oxidación es
igual a cero y se resuelve la ecuación.
Ejemplo: Calcular los números de oxidación de los siguientes compuestos.
1. Na2SO4
a) Se escriben los números de oxidación de los elementos que se conocen.
b) Se multiplica el número de oxidación de cada
elemento por el número de átomos del presente
compuesto. (El signo de interrogación se convierte en una incógnita).
c) Se indica en la ecuación que la suma de todos
los números de oxidación es igual a cero y se
resuelve la ecuación.
240
Na: (+1) (2)
S: X
O: (-2) (4)
+2 + X – 8 = 0
X=+8–2
X = +6
Por lo tanto, el número de oxidación
del azufre es +6.
Manejas la nomenclatura química inorgánica
2. HNO3
a) Se escriben los números de oxidación de los elementos que se conocen.
b) Se multiplica el número de oxidación de cada
elemento por el número de átomos del presente
compuesto. (El signo de interrogación se convierte en una incógnita).
c) Se indica en la ecuación que la suma de todos
los números de oxidación es igual a cero y se
resuelve la ecuación.
H: (+1) (1)
N: X
O: (-2) (3)
+1 + X –6 = 0
X = +6 – 1
X = +5
Por lo tanto, el número de oxidación
del nitrógeno es +5.
3. SO3ˉ2
a) Se escriben los números de oxidación de los elementos que se conocen.
b) Se multiplica el número de oxidación de cada
elemento por el número de átomos del presente
compuesto. (El signo de interrogación se convierte en una incógnita).
c) Se indica en la ecuación que la suma de todos los
números de oxidación es igual a la carga del ión
(-2) y se resuelve la ecuación.
O: (-2) (3)
X –6 = –2
X = –2 + 6
X = +4
Por lo tanto, el número de oxidación
del azufre es +4.
241
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: Trabajando colaborativamente con uno de tus compañeros, realicen
lo que se solicita en cada caso.
1. Siguiendo las reglas anteriores y los ejemplos citados, asigna el número de
oxidación a los siguientes elementos:
Sustancia
Número de oxidación de cada elemento
KMnO4
K=
Mn=
N2O3
N=
O=
Ba(OH)2
Ba=
O=
Fe2O3
Fe=
O=
NaOH
Na=
O=
H=
H2SO4
H=
S=
O=
CO3-2
C=
O=
O=
H=
Compara tus respuestas con el apartado que se encuentra al final de tu libro y
valora tus aprendizajes.
Reflexionemos sobre la actividad 2
¿De qué te das cuenta?
En la formación de los compuestos inorgánicos, los números de
oxidación son muy importantes, ya que cada compuesto formado con cada
número de oxidación presenta propiedades distintas, por ejemplo, con el
manganeso los números de oxidación bajos tienen propiedades básicas, y
los altos, propiedades ácidas. Otro ejemplo es el cloro, que ingerimos como
cloruro de sodio (sal común) pero en estado gaseoso, como Cl2, es muy
tóxico.
242
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aprende más
Compuestos químicos inorgánicos
Antes de iniciar, es necesario describir cuál es la manera de escribir las fórmulas y
el modo en el que se deberán nombrar, de tal forma que tenemos lo siguiente:
Método para escribir fórmulas
La fórmula de un compuesto está formada por una parte positiva y otra negativa,
de tal manera que se neutralizan, es decir, los compuestos son electrostáticamente
neutros y dicha neutralidad está dada por los números de oxidación de los elementos que anteriormente se mencionaron.
Para escribir las fórmulas, primero se coloca la parte positiva y luego la negativa; a
continuación los números de oxidación se intercambian cruzándolos y colocándolos
como subíndices ya sin signo.
Ejemplo:
Se observa que los subíndices tienen un común denominador, porque se simplifican
a su mínima expresión y queda lo siguiente:
En algunos casos se tienen compuestos con grupos funcionales que agrupan elementos, presentan carga y actúan como unidad; por ejemplo: OH-1, SO4-2, CO3-2, etc.
Al combinarse sucede lo mismo que en el caso anterior.
Ejemplo:
Funciones químicas inorgánicas
Para la nomenclatura de los compuestos químicos inorgánicos, hay que tener presente que existe una clasificación que permite identificar las propiedades comunes
de las sustancias, como son el tipo de enlace, número de elementos que los forman
o función química. Así tenemos la siguiente clasificación de compuestos por su función química.
243
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Funciones químicas inorgánicas
Función química
Estructura molecular
Fórmula
general
Óxidos
metálicos
Metal + oxígeno
MO
Óxidos no
metálicos o
anhídridos
No metal + oxígeno
XO
Hidróxidos
Metal + radical OH
MOH
Hidruros
Metal + hidrógeno
MH
Hidrácidos
Hidrógeno + no metal
HX
Oxiácidos
Hidrógeno + no metal + oxígeno
Sales binarias
Metal + no metal
Oxisales
Metal + no metal + oxígeno
Óxidos
Ácidos
Sales
HXO
MX
MXO
M: metal
X: no metal
H: hidrógeno
O: oxígeno
Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos tomaremos los siguientes tipos
de nomenclatura:
a) Nomenclatura Stock.
Esta nomenclatura se utiliza para diferenciar a los elementos que tienen más de
una valencia y se indica con números romanos entre paréntesis la valencia con la
que actúa el catión en el compuesto. Si se tiene sólo una valencia, no es necesario
indicarla.
Ejemplo:
1 valencia: Al2O3
Óxido de aluminio
2 valencias: FeO Óxido de hierro (II)
Fe2O3 Óxido de hierro (III)
b) Nomenclatura tradicional
Para esta nomenclatura es necesario usar ciertos prefijos y sufijos que indican la valencia con la que el elemento está actuando en ese compuesto; como viste anteriormente, hay elementos que actúan con 1, 2, 3 o 4 valencias distintas. A continuación
se presenta la siguiente tabla para que te quede más claro.
244
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Funciones químicas inorgánicas
Prefijo
Sufijo
Modo de utilizarla
hipo
oso
Valencia más pequeña de tres o cuatro
oso
Valencia más pequeña de dos o la del medio de tres
ico
Valencia única, y en la valencia mayor si hay dos o tres
ico
Valencia mayor sólo en el caso de que haya cuatro
per
Ejemplo:
1 valencia: B2O3 Anhídrido bórico
2 valencias: FeO Óxido ferroso
Fe2O3 Óxido férrico
3 valencias: SO
SO2
SO3
Anhídrido hiposulfuroso
Anhídrido sulfuroso
Anhídrido sulfúrico
4 valencias: I2O
Anhídrido hipoyodoso
I2O3 Anhídrido yodoso
I2O5 Anhídrido yódico
I2O7 Anhídrido peryódico
Importante: existen algunos elementos que por su raíz etimológica cambian en la
nomenclatura tradicional, por ejemplo:
Elemento
Latín
Raíz
Hierro
ferrum
Ferr
Cobre
cuprium
Cupr
Plomo
plumbium
Plumb
Oro
aurum
Aur
Azufre
sulphur
Sulf
245
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Óxidos metálicos
El oxígeno se combina con casi todos los elementos de la tabla periódica para
formar compuestos variados que abundan en la corteza terrestre llamados óxidos,
donde el oxígeno actúa con su número de oxidación −2 y los metales con los números de oxidación antes vistos.
Los óxidos metálicos resultan de la combinación de un metal con oxígeno:
M
M
+
+
oxígeno
O
→
→
MO
óxido metálico
Para nombrarlos se utiliza la palabra óxido seguido del metal con la terminación correspondiente (según la tabla de sufijos) en la nomenclatura tradicional y la palabra
óxido seguida del metal y la valencia representada con un número romano (en caso
de no ser la única).
2Ca +
O2
→
2CaO
óxido de calcio
óxido cálcico
Ejemplo 1. Escribe el nombre de los siguientes compuestos:
Nomenclatura
Stock
Nomenclatura
tradicional
Fórmula
Observaciones
Na2O
Podemos ver que el sodio tiene
valencia −1 y es la única; por lo Óxido de sodio
tanto, su nombre es:
Óxido sódico
PtO2
El platino tiene 2 valencias comunes:
+2 y +4, además sabemos que el
oxígeno actúa con −2; por lo tanto,
este compuesto está en su forma Óxido de platino IV
más simplificada; en este ejemplo
el platino actúa con +4 y recibe el
nombre de:
Óxido platínico
Ejemplo 2. Escribe la fórmula de los siguientes compuestos:
246
Nomenclatura
Observaciones
Fórmula
Óxido
alumínico
En este caso el compuesto está formado por aluminio y
oxígeno; también sabemos que la valencia del aluminio
es +3 y el oxígeno actúa con −2, así que al intercambiar
valencias resulta la siguiente fórmula:
Al2O3
Óxido de
oro
En este caso el compuesto está formado por oro y oxígeno,
también sabemos que la valencia del aluminio es +1 y el
oxígeno actúa con −2, asi que al intercambiar valencias
resulta la siguiente fórmula:
Au2O
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Propiedades de los óxidos metálicos:
•
•
•
•
•
•
•
La unión se realiza a partir de un enlace iónico.
Casi siempre forman compuestos cristalinos.
Al reaccionar con el agua forman hidróxidos o bases.
Presentan un punto de ebullición muy alto.
Tienen punto de fusión elevado.
Muchos son insolubles en agua pero solubles en medio ácido.
Producen corrosión de los metales al estar expuestos al oxígeno.
Sabías que...
El óxido de magnesio puede usarse por diferentes
razones. Algunas personas lo usan como antiácido
para aliviar los malestares estomacales causados por la
acidez estomacal. Además sirve para usar como laxante
por breves períodos al favorecer un vaciado rápido de
los intestinos, por ejemplo, antes de una intervención
quirúrgica. También se usa como suplemento
alimenticio cuando no es suficiente la cantidad de
magnesio presente en el régimen alimenticio.
Y tú, ¿sabes algún otro uso de este compuesto?
Fuente: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/druginfo/meds/a601074-es.html
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: Determina el número de oxidación con la que actúan los metales
en los siguientes óxidos y escribe su nombre de acuerdo con la nomenclatura señalada.
247
B
loque VI
Fórmula
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Metal y número de oxidación
Nomenclatura Stock
Nomenclatura
tradicional
MgO
Li2O
Ag2O
Fe2O3
TiO2
ZnO
Hg2O
SnO
Rb2O
BaO
Revisa tus respuestas con las del apéndice que se encuentra al final de tu libro y
comparáralas con las de tus compañeros para verificar sus resultados.
Óxidos no metálicos
Los óxidos no metálicos también se conocen como anhídridos, donde sabemos que
el oxígeno actúa con su número de oxidación −2 y los no metales con los números
de oxidación antes vistos.
Los anhídridos resultan de la combinación de un no metal con oxígeno:
no metal
+
oxígeno
X
+
O
→
óxido no metálico o anhídrido
→
XO
Para nombrarlos se utiliza la palabra anhídrido seguida del no metal con la terminación correspondiente (según tabla de sufijos y prefijos) en la nomenclatura tradicional, y la palabra óxido seguida del no metal y la valencia representada con un
número romano (en caso de no ser la única).
248
Manejas la nomenclatura química inorgánica
C
+
O2
→
CO2
No metal
oxígeno
óxido de carbono IV
Anhídrido carbónico
Ejemplo 1. Escribe el nombre de los siguientes compuestos:
Nomenclatura
stock
Fórmula
Observaciones
B2O3
Podemos ver que el nitrógeno tiene
valencia −3 y es la única, por lo
Óxido bórico
tanto, su nombre es:
P2O3
El fósforo tiene 2 valencias
comunes: +3 y +5; además, el
oxígeno sabemos que actúa con
−2; en este compuesto el fósforo
actúa con +3 y recibe el nombre
de:
I2O7
El yodo tiene 4 valencias; en este
caso observamos que actúa con
Óxido de yodo VII
+7 y es la más grande de las 4. Por
lo tanto, tenemos:
Óxido de fósforo III
Nomenclatura
tradicional
Anhídrido bórico
Anhídrido
fosforoso
Anhídrido
peryódico
Ejemplo 2. Escribe la fórmula de los siguientes compuestos
Nomenclatura
Observaciones
Fórmula
Anhídrido perclórico
En este caso podemos identificar que el compuesto está
formado por cloro y oxígeno; además se utiliza el prefijo
“per” y el sufijo “ico”, por lo tanto, el no metal debe estar
actuando con la mayor de sus 4 valencias, en este caso
+7.
Cl2O7
Propiedades de los anhídridos
•
•
•
•
•
•
La unión se hace a través de un enlace covalente.
Están formados por elementos con alto valor de electronegatividad.
Muchos son gaseosos.
Al combinarse con el agua forman ácidos.
Presentan puntos de fusión muy bajos.
Tienen un punto de ebullición bajo.
249
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Sabías que...
El monóxido de carbono o anhídrido
carbonoso cuya fórmula es CO, es un gas
inodoro, incoloro y altamente tóxico. Puede
causar la muerte cuando se respira en niveles
elevados. Junto con el CO2 son los principales
causantes del efecto invernadero. Se produce
cuando el funcionamiento de chimeneas,
calderas, calefactores u hornillas no tienen un
funcionamiento correcto, también se produce
al tener encendido el motor de un auto
detenido.
Fuente: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRRV2b7zARogS-nQnRpzhhJSQ_
ZWCblK4yEnIZhFUFuCwxBcTau
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Instrucciones: Dentro del paréntesis escribe el número que identifica al compuesto
por su nombre.
1. N2O5
(
)
Óxido de fósforo (V)
2. B2O3
(
)
Anhídrido nitríco
3. Cl2O
(
)
Anhídrido de hipocloroso
4. SeO
(
)
Óxido de carbono (II)
5. CO2
(
)
Anhídrido hiposelenoso
6. P2O5
(
)
Óxido de boro
Revisa tus respuestas en el apéndice que se encuentra al final de tu libro.
250
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aprende más
Hidruros metálicos
Al combinarse con un elemento metálico, el hidrógeno forma compuestos llamados
hidruros, los cuales se caracterizan por ser los únicos donde el hidrógeno actúa con
su número de oxidación −1.
M
+
H
M
+
H
→
hidruro metálico
→
MH
Para nombrarlos se utiliza la palabra hidruro seguida del metal con la terminación
correspondiente (según tabla de sufijos) en la nomenclatura tradicional, y la palabra
hidruro seguida del metal y la valencia representada con un número romano (en
caso de no ser la única).
2Na +
H2
→
2NaH
hidruro de sodio
hidruro sódico
Para escribir la fórmula, se siguen los mismos pasos que en los óxidos; se escribe
primero la parte positiva (metal) y después la parte negativa (hidrógeno), como se
muestra en el siguiente ejemplo:
Hidrácidos
En disoluciones acuosas, los haluros de hidrógeno o hidrácidos dan disoluciones
ácidas. Los hidrácidos resultan de la combinación de los no metales de los grupos
VI y VII y el hidrógeno.
+
Cl2 →
H2
hidrógeno +
no metal
2HCl
→
hidrácido
251
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
El hidrógeno actúa con su número de oxidación positivo y los no metales con el
negativo.
Para nombrarlos, se escribe primero la palabra ácido seguida del nombre del no
metal con el sufijo "hídrico" en la nomenclatura tradicional; y en la nomenclatura
Stock, se usa el sufijo "uro" seguido de “de hidrógeno”, como se muestra a continuación en el ejemplo:
Fórmula
Nomenclatura tradicional
Nomenclatura Stock
HCl
Ácido clorhídrico
Cloruro de hidrógeno
H2Se
Ácido selenhídrico
Seleniuro de hidrógeno
Propiedades de los hidrácidos
• A temperatura ambiente son sustancias gaseosas.
• Son solubles en agua.
• En disolución conducen la corriente eléctrica.
Sabías que...
En la actualidad los hidrácidos tienen gran importancia en la industria química, ya que están
presentes en varios de los productos que sirven para el aseo personal. En concentraciones
bajas los puedes encontrar en shampoo, pastas dentales, acondicionadores para el cabello e
incluso en cosméticos.
Fuente: http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=FqXFHyBT9rkEUM&
tbnid=SEetPlNH7qJZnM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.denunciando.com%2Fciencia-226%2F702498-el-triclosancomponente-quimico-de-productos-de-higiene-personal-es-nocivo-para-la-salud.html&ei=gWqaU-eTM7XfsASi2oDwAQ&bvm=bv.689
11936,d.aWw&psig=AFQjCNFAMVN4A16vpPwqiuAWa9P7H2VXcQ&ust=1402715056590684
252
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Con el resto de los no metales se forman los hidruros volátiles; estos compuestos
están unidos por enlaces covalentes poco polares y se diferencian de los hidrácidos
por no tener propiedades ácidas. Los elementos que forman estos compuestos son
N, P, As, Sb, C, Si y B.
Para nombrarlos se utilizan nombres especiales (nombre común) admitidos por la
IUPAQ, además de la nomenclatura tradicional semejante a los hidruros metálicos.
Nombre común
NH3
Amoniaco
PH3
Fosfina
AsH3
Arsina
SbH3
Estibina
CH4
Metano
SiH4
Silano
BH3
Borano
Aplica lo aprendido
Compuesto
Actividad 5
Instrucciones: Escribe la fórmula y el nombre de los compuestos que resultan al
combinarse con el hidrógeno. Toma en cuenta el número de oxidación del hidrógeno
para cada caso.
Elemento
Te
Fórmula del hidruro o hidrácido
Nomenclatura
-2
Rb+1
C+2
Zn+2
Cl-1
I-1
Co+3
Ba+2
Revisa tus resultados en el apéndice de respuestas.
253
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aprende más
Hidróxidos
Los óxidos metálicos reaccionan con el agua produciendo hidróxidos, que son compuestos con propiedades muy variadas y con muchas aplicaciones en la industria
y en la vida cotidiana. Los hidróxidos están constituidos por un catión y el grupo
(OH)-1.
óxido metálico
MO
+
agua →
hidróxido o base
+
H2O →
MOH
Para nombrarlos se utiliza la palabra hidróxido seguida del metal con la terminación
correspondiente (según tabla de sufijos) en la nomenclatura tradicional, y la palabra
hidróxido seguida del metal y la valencia representada con un número romano (en
caso de no ser la única).
K2O +
H2O →
2KOH
óxido de potasio
óxido potásicoaguahidróxido de potasio
hidróxido potásico
Los metales, como siempre, actúan con sus números de oxidación positivos y el
grupo hidróxido con −1. Para escribir la fórmula de un hidróxido se escribe primero
el metal y a continuación el grupo hidróxido, se intercambian sus números de oxidación y se escriben los índices. En el caso de que el metal tenga número de oxidación diferente a +1, el grupo hidróxido se escribe entre paréntesis.
Propiedades de los hidróxidos o bases:Tienen un
sabor amargo.
• Son jabonosos al tacto.
• Se neutralizan para formar sales.
• Sus soluciones acuosas son electrolíticas.
254
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Sabías que...
La cal hidratada, también conocida como hidróxido de calcio, hidrato de cal, cal apagada, cal
muerta, cal de construcción o cal fina, ha sido usada desde la Antigüedad en varias actividades;
por ejemplo, en la producción de alimentos y desinfectantes, en la industria panificadora, en
el medio ambiente, en la construcción de viviendas, etcétera.
Aplica lo aprendido
Actividad 6
Instrucciones: Escribe dentro del paréntesis de la derecha la letra V si la fórmula
corresponde al nombre, y una F si no corresponde.
NombreFórmula
V/F
Hidróxido de calcio …………………………………….. Ca(OH)3
(
)
Hidróxido mercuroso……………………………………..HgOH
(
)
Hidróxido de magnesio……………………………………Mg2OH
(
)
Hidróxido de cobre (II)…………………………………….Co(OH)2
(
)
Hidróxido de zinc……………………………………........Zn(OH)2
(
)
Hidróxido platínico……………………………………......Pt(OH)4
(
)
Hidróxido de rubidio……………………………………...Rb(OH)3
(
)
Hidróxido de plata…………………………………….......AgOH
(
)
Hidróxido de níquel (III).................................................Ni(OH)3
(
)
Al final compara los resultados con los de tus compañeros y con el apéndice de
respuestas que se encuentra al final de tu libro.
255
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aprende más
Oxiácidos
Los óxidos no metálicos o anhídridos reaccionan con el agua produciendo ácidos.
Los oxiácidos son compuestos que están constituidos por hidrógeno, un no metal y
oxígeno.
óxido no metálico o anhídrido
XO
+
agua →
oxiácido
+
H2O →
HXO
Para nombrarlos, primero se indica el nombre genérico ácido, después el nombre
del no metal que contiene, con los prefijos y sufijos que se mostraron anteriormente
de acuerdo al número de valencias del elemento.
SO3 +
H2O →
H2SO4
anhídrido sulfúricoaguaácido sulfúrico
Para obtener la fórmula de un oxiácido, es necesario saber que el nombre del ácido
lo determina el anhídrido del que proviene, por ejemplo:
El ácido sulfúrico proviene de anhídrido sulfúrico:
H2O →
H2SO4
SO3 +
anhídrido sulfúricoaguaÁcido sulfúrico
Ejemplo:
Él ácido nitroso proviene del anhídrido nitroso (reducido a su mínima expresión):
H2O →
H2N2O4
→
HNO2
N2O3 +
anhídrido nitrosoaguaácido nitroso
Existe una excepción para los anhídridos del boro, fósforo y arsénico: al formar sus
ácidos respectivos es necesario combinarlos con tres moléculas de agua, como se
muestra en el siguiente ejemplo:
B2O3 +
3H2O →
H6B2O6 →
H3BO3
anhídrido bórico
aguaácido bórico
Recuerda que es necesario reducirlo a su expresión mínima.
256
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Propiedades de los oxiácidos:
• Reaccionan con las bases para formar sales y agua.
• Presentan un sabor agrio y poseen un pH con rango que va de siete a cero.
• Disueltos en agua son electrolitos.
• Al disolverse en agua forman iones.
Sabías que...
El ácido sulfúrico se utiliza principalmente en la obtención de fertilizantes, en la formulación
de detergentes, en la refinería del petróleo, en las fábricas de papel y en las baterías eléctricas.
¿Tú sabes qué otra aplicación tienen los oxiácidos?
Aplica lo aprendido
Actividad 7
Instrucciones: Completa la siguiente tabla con la parte que falta a cada reacción;
al final escribe el nombre del oxiácido correspondiente. Recuerda que el compuesto
se tiene que reducir a su mínima expresión, por lo que deberás seguir el procedimiento de los ejemplos anteriores. Por otra parte, toma en cuenta los elementos que
se combinan con tres moléculas de agua.
F2O
+
B2O3
+
→
CO
+
→
P2O5
+
SO3
H2O
3 H2O
→
Ácido hipofluoroso
H3BO3
Ácido carbonoso
→
+
→
+
→
+
→
Ácido perbrómico
HNO3
Revisa tus resultados con las respuestas que se encuentran en el apéndice al final
de tu libro.
257
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Reflexionemos sobre las actividades 3, 4, 5, 6 y 7
¿De qué te das cuenta?
La gama de compuestos inorgánicos es amplia y de mucha utilidad tanto en
la industria como en nuestra vida cotidiana; pero es muy importante identificar
los grupos funcionales y llamarlos por su nombre, para tener en cuenta sus
propiedades. De esta manera sabremos darles el uso adecuado.
Aprende más
Sales
Las sales son compuestos que resultan de sustituir los hidrógenos de los ácidos por
un metal, que se forma por la unión del anión del ácido H+ y el catión de la base
OH-1. A este proceso se le denomina reacción de neutralización. Las sales a su vez
se clasifican en dos:
• Sales binarias
También llamadas haloideas se producen por la combinación entre un metal y un no
metal. Son el resultado de hacer reaccionar un hidrácido con un hidróxido o base:
hidrácido
+
base →
sal haloidea +
agua
HBrLiOHLiBrH2O
Para determinar su nomenclatura, se nombra primero el no metal con la terminación
"uro", seguido del metal correspondiente con el sufijo correspondiente en la nomenclatura tradicional, o bien, la valencia representada con un número romano (en caso
de no ser la única) para la nomenclatura Stock.
HBr
+
LiOH
→
LiBr
+
ácido
bromhídrico hidróxido de litio bromuro de litio
hidróxido líticobromuro lítico
258
H2O
agua
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Ejemplo:
Fórmula
Nomenclatura tradicional
Nomenclatura stock
NaCl
Cloruro sódico
Cloruro de sodio
KI
Yoduro potásico
Yoduro de potasio
CuBr2
Bromuro cúprico
Bromuro de cobre (II)
• Oxisales
Una oxisal está formada por un metal, un no metal y oxígeno. Son el resultado de
hacer reaccionar un oxiácido con un hidróxido o base:
oxiácido
+
base → oxisal +
HBrO4LiOHLiBrO4
agua
H2O
Para la notación de la oxisal se escribe primero el metal seguido del anión de acuerdo con la tabla de aniones más comunes que se encuentra posteriormente. En la
nomenclatura se nombra primero el anión seguido del metal. Los aniones resultan
de la eliminación de uno o de todos los hidrógenos de los ácidos, siendo su valencia
el número de hidrógenos eliminados. Si la terminación del ácido es "oso" cambiará
a "ito", y si termina en "ico" cambiará a "ato".
HBrO4
+
LiOH →
LiBr
+
H2O
ácido perbrómico hidróxido de litio perbromato de litio agua
hidróxido líticoperbromato lítico
Tabla de los principales aniones
Nombre anión
Fórmula anión
Nombre anión
Fórmula anión
Borato
BO3ˉ3
Fosfato
PO4 ˉ3
Carbonito
CO2 ˉ2
Arsenito
AsO3 ˉ3
Carbonato
CO3 ˉ2
Arsenato
AsO4 ˉ3
Silicito
SiO2 ˉ2
Sulfuro
S ˉ2
Silicato
SiO3 ˉ2
Hiposulfito
SO2 ˉ2
Germanito
GeO2 ˉ2
Sulfito
SO3 ˉ2
Germanato
GeO3 ˉ2
Sulfato
SO4 ˉ2
Nitrito
NO2-
Selenuro
Se ˉ2
Nitrato
NO3-
Hiposelenito
SeO2 ˉ2
Fosfito
PO3 ˉ3
Selenito
SeO3 ˉ2
259
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Selenato
SeO4 ˉ2
Perclorato
ClO4-
Teluro
Te ˉ2
Bromuro
Br-
Hipotelurito
TeO2 ˉ2
Hipobromito
BrO-
Telurito
TeO3 ˉ2
Bromito
BrO2-
Telurato
TeO4 ˉ2
Bromato
BrO3-
Fluoruro
F-
Perbromato
BrO4-
Hipofluorito
FO-
Yoduro
I-
Fluorito
FO2-
Hipoyodito
IO-
Fluorato
FO3-
Yodito
IO2-
Perfluorato
FO4-
Yodato
IO3-
Cloruro
Cl-
Peryodato
IO4-
Hipoclorito
ClO-
Cianuro
CN-
Clorito
ClO2-
Permanganato
MnO4-
Clorato
ClO3-
Carbonato ácido
HCO3-
No olvidemos que, si el metal tiene más de una valencia, se indica al final del nombre con números romanos en el caso de la nomenclatura Stock, y usando los sufijos
en la nomenclatura tradicional.
Ejemplo:
Fórmula
Nomenclatura tradicional
Nomenclatura Stock
NaClO
Hipoclorito sódico
Hipoclorito de sodio
KNO3
Nitrato potásico
Nitrato de potasio
CuCO3
Carbonato cúprico
Carbonato de cobre (II)
Propiedades de las sales:
•
•
•
•
•
•
•
260
Son sustancias de estabilidad relativa.
Su actividad y solubilidad están condicionadas por los elementos que la integran.
En disolución acuosa conducen la corriente eléctrica.
A temperatura y presión ambientales son sólidos cristalinos.
Su punto de fusión y ebullición son relativamente altos.
Muchas se disuelven con gran facilidad a temperatura ambiente.
En estado sólido no conducen la corriente eléctrica, pues son aislantes.
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Formas en las que se presenta la sal (NaCl).
261
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Aplica lo aprendido
Actividad 8
Instrucciones: Integra un equipo con tres de tus compañeros y completen
las siguientes tablas; al final, comparen sus respuestas con el apéndice que se
encuentra al final del libro.
1. A continuación se presenta una serie de ejercicios de sales; completa la información que se solicita.
Fórmula de la sal
Nomenclatura Stock
Nomenclatura tradicional
Na2CO3
KMnO4
KI
Pt3(BO3)2
CuNO3
2. Escribe el grupo al que corresponde cada compuesto: óxido, anhídrido, hidróxido, hidrácido o anión.
Fórmula
FeO
H2TeO4
H 2S
N2O5
SO3=
262
Tipo de compuesto
Manejas la nomenclatura química inorgánica
3. Escribe el nombre o la fórmula según corresponda:
Fórmula del
compuesto inorgánico
Nomenclatura Stock
Nomenclatura tradicional
Sb2O3
Pb(OH)4
Hidruro cúprico
Anhídrido hipoteluroso
Hg2O
Bromito de plata
CoCO3
Óxido estannoso
Zn3(PO4)2
Permanganato de potasio
4. Escribe los números de oxidación de los siguientes elementos:
Compuesto
Número de oxidación de cada elemento o grupo funcional
HCl
H:
Cl:
NaOH
Na:
OH:
HNO3
H:
N:
Fe2O3
Fe:
O:
CaO
Ca:
O:
Cu2O
Cu:
O:
PbO2
Pb:
O:
HIO4
H:
I:
O:
O:
Compara tus respuestas con el apéndice que se encuentra al final de tu libro.
263
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Actividad 9
Instrucciones: Realiza un mapa conceptual en donde integres los aprendizajes del
bloque, clasifiques los compuestos inorgánicos y escribas brevemente las propiedades de cada uno de ellos. Al final no olvides dar un ejemplo de cada grupo funcional.
Reflexionemos sobre las actividades 8 y 9
¿De qué te das cuenta?
La nomenclatura nos permite tener una regulación en el lenguaje químico de
manera universal, de ahí que existen reglas y procedimientos específicos.
Si bien muchos de los compuestos los conocemos por su nombre común,
es importante que cada nombre corresponda a cada fórmula y viceversa.
Además es esencial identificar sus propiedades, usos y normas de seguridad
al manipularlos, al ingerirlos, etcétera.
Si te das cuenta, la mayoría de los productos que consumes o utilizas
diariamente contienen algún compuesto químico y viene especificado en una
etiqueta. ¿Te has detenido a leer este contenido?
Actividad 10
Actividad integradora
Instrucciones: En equipo colaborativo de cuatro integrantes realicen un catálogo
de productos con la siguiente información:
1. Antes de empezar, cada integrante deberá realizar una recopilación de al menos
15 sustancias que se utilicen cotidianamente en su hogar (artículos de higiene
personal, de limpieza, alimentos, medicamentos, etc.)
2. Una vez que la tengan, deberán depurarla de tal manera que no se repitan.
3. Clasifiquen las sustancias como ácidos, bases o hidróxidos, sales e hidruros.
4. De manera creativa, elaboren su catálogo de productos donde especifiquen el
artículo (pueden utilizar imágenes o recortes), la sustancia que contiene y a qué
grupo o clasificación pertenece.
264
Manejas la nomenclatura química inorgánica
5. Al final redacten una conclusión sobre la importancia de diferencias las sustancias químicas inorgánicas.
Consulta la rúbrica que se encuentra en la sección "Instrumentos de Evaluación del
bloque VI" para realizar tu catálogo de productos.
Actividad 11
Práctica de obtención de óxidos metálicos
Materiales:
• Tres frascos de vidrio
• Mechero o parrilla
• Cerillos
• Cuchara de metal
• Indicador (solución de col morada)
• Manguera angosta
Sustancias:
• Agua
• Agua mineral
• Viruta de Aluminio
• Viruta de hierro
Recuerda: para preparar la col morada solo necesitas separar las hojas y colocarlas
en una olla, adiciona agua, enciende la estufa y deja que hierva por 10-15 minutos
(mejor hasta que alcance los 100°C) después deja enfriar la olla, a continuación,
toma un embudo, pon un papel de filtro de cafetera sobre el embudo, pon otra olla
o un vaso debajo del embudo y pasa la cocción violeta sin dejar que las hojas se
caigan. Una vez que se haya reunido todo el líquido morado, puedes desechar las
hojas. Otra forma de extraer el pigmento es sumergir las hojas de col machacadas
en alcohol etílico o isopropílico (de botiquín) durante unos 15 minutos, aunque se
recomienda la primera opción porque se obtiene más rápidamente y en mayor proporción.
Procedimiento para Al y Fe:
1. Se enciende el mechero
2. Se coloca una pequeña cantidad de las sustancias (una por una) en la cuchara
de metal
3. A dos frascos se les agrega un poco de agua, aproximadamente de 1 a 2 ml.
4. Se coloca la cuchara en el mechero para poner a calentar las sustancias ( hay
que protegerse las manos con unos guantes o trapo grueso).
265
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
5. Una vez que se caliente la sustancia (1 minuto aprox.) hay que vaciarla al frasco
con agua y colocar tres gotas de indicador. Se revuelve la mezcla.
6. Se espera a que cambie de color la sustancia y, dependiendo del color, se deduce
si se trata de un ácido, un óxido o una base.
Procedimiento para el carbono:
1. En un frasco de 200 ml aprox., se agregan 100 ml de agua y unas gotas de
indicador; se abre la botella de agua mineral (al tapón se le hace un hoyo para
introducir una manguerita) y se dirige la manguera al frasco que contiene el
agua.
2. Se agita un poco la botella de agua mineral y, de inmediato, se observa la reacción
por medio del burbujeo del agua y el cambio de color de agua en el frasco.
Sustancia
Color
Tipo de sustancia
Aluminio
Verde Fuerte
Base
Hierro
Azul
Base
Carbono
Naranja
Ácido
Escribe en tu cuaderno de trabajo tus observaciones acerca de cada uno de los
procedimientos que seguiste y, al final, redacta una conclusión general.
266
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Cierre del bloque V
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una X en el nivel de avance
que tú consideras que has logrado a lo largo del bloque VI.
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente
49% o menos = No logré el aprendizaje.
Nivel de avance
Conceptuales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Identificas las reglas de la UIQPA para escribir
fórmulas y nombres de los compuestos
químicos inorgánicos
• Óxidos metálicos
• Óxidos no metálicos
• Hidruros metálicos
• Hidrácidos
• Hidróxidos
• Oxiácidos
• Sales
Reconoces los compuestos químicos inorgánicos.
267
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Escribes correctamente las fórmulas y
nombres de los compuestos químicos
inorgánicos.
Resuelves ejercicios de nomenclatura de la
Química inorgánica.
Aplicas correctamente las fórmulas químicas a
la solución de problemas.
Reconoces compuestos químicos inorgánicos en
productos de uso cotidiano.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
Reflexionas sobre la importancia de los compuestos químicos inorgánicos en tu quehacer
cotidiano y el de tu contexto.
268
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
269
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Instrumentos de evaluación del bloque VI
Rúbrica para la elaboración del cartel
La presente rúbrica te servirá para que realices el cartel; al concluirlo vuelve a este
apartado y realiza la autoevaluación, verificando que hayas cumplido con los criterios e indicadores señalados.
Rúbrica de catálogo de productos
Indicadores
Criterios
Presentación
Investigación
Creatividad
Contenido
270
Muy bien
10
Bien
9-8
Regular
7-6
Deficiente
5-0
Está realizado con
limpieza.
Tiene claridad en la
escritura, sin faltas de
ortografía.
Contiene el nombre
del autor.
Está realizado
con limpieza.
Tiene dos faltas
de ortografía, pero
con claridad en la
escritura.
Contiene el
nombre del autor.
Tiene manchas o
está sucio.
Tiene de dos a
cuatro faltas de
ortografía.
No tiene el nombre
del autor.
Está sucio e incompleto
y con más de cuatro
faltas de ortografía.
No tiene el nombre del
autor.
La información
está incompleta
pero usa palabras
clave.
El catálogo es
ordenado pero es
complicado en su
lectura.
La información está
incompleta. No usa
palabras clave.
Está ordenado pero
es complicado en
su lectura.
La información no es la
correcta.
No usa palabras clave.
No tiene orden.
No se entiende la
explicación del tema.
Se usaron colores.
No se resaltaron
ideas principales.
Tiene pocos
esquemas o
dibujos.
Se usaron sólo dos
colores o uno.
No resaltaron ideas
principales. No
tiene esquemas ni
dibujos.
No se usaron colores, y
diferentes materiales.
No se resaltaron ideas.
No tiene dibujos ni
gráficos.
Cuenta sólo
con 80-90% de
la información
de cada uno de
los productos
investigados.
Cuenta con hoja
de conclusiones
pero es poco
clara.
Cuenta con
60-70% de la
información de
cada uno de
los productos
investigados.
Cuenta con hoja de
conclusiones pero
no es clara.
El contenido
de información
referente al tema
está completo. Usa
palabras clave.
Es ordenado y de
fácil lectura para sus
compañeros.
Se usaron colores, y
diferentes materiales.
Se resaltaron ideas
principales. Tiene
esquemas y dibujos.
Cuenta con la
información completa
de cada uno de
los productos
investigados.
Cuenta con hoja de
conclusiones con
ideas claras.
Cuenta con el 50% o
menos de la información solicitada.
No cuenta con hoja de
conclusiones.
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque VI
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en el
desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
Nivel
de
avance
Atributos
•
Enfrenta las dificultades que se le
presentan y es consciente de sus
valores, fortalezas y debilidades.
•
Administra los recursos disponibles
teniendo en cuenta las restricciones
para el logro de sus metas.
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
1. Se conoce y valora a sí mismo y
aborda problemas y retos teniendo
en cuenta los objetivos que persigue.
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios,
códigos y herramientas apropiados. •
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo
cómo cada uno de sus pasos
contribuye al alcance de un objetivo.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir de
métodos establecidos.
Continúa...
271
B
loque VI
Manejas la nomenclatura química inorgánica
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a
su relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumentos de
manera clara, coherente y sintética.
•
Define metas y da seguimiento a
sus procesos de construcción de
conocimiento.
•
Articula saberes de diversos campos
y establece relaciones entre ellos y su
vida cotidiana.
•
Asume una actitud constructiva,
congruente con los conocimientos y
habilidades con los que cuenta dentro
de distintos equipos de trabajo.
•
Actúa de manera propositiva frente
a fenómenos de la sociedad y se
mantiene informado.
•
Reconoce y comprende las
implicaciones biológicas, económicas,
políticas y sociales del daño
ambiental en un contexto global e
interdependiente.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y relevancia
general, considerando otros puntos
de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
9. Participa con una conciencia cívica
y ética en la vida de su comunidad,
región, México y el mundo.
11. Contribuye al desarrollo sustentable
de manera crítica, con acciones
responsables.
272
Manejas la nomenclatura química inorgánica
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el
ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y
los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos
científicos.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades en su vida cotidiana.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
273
Bloque VII. Representas y operas reacciones químicas
Bloque VII
Representas y operas reacciones químicas
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Introducción
Si te das cuenta, todo nuestro entorno está en constante cambio; el crecimiento de
un ser vivo, la combustión de un cerillo, los cambios químicos de tu cuerpo cuando
respiras o comes, después de un día de calor intenso cuando llueve o graniza,
el transcurso de la mañana al anochecer, la fotosíntesis que realizan las plantas,
etc. Estas transformaciones químicas en la materia dan como resultado nuevas
sustancias con propiedades distintas a las iniciales. Pero te habrás preguntado
¿cómo es que resultan estos cambios? A lo largo de este bloque conocerás la
clasificación y el tipo de reacciones químicas, así como el balanceo de ecuaciones
por el método de tanteo y de óxido-reducción.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias
genéricas
Atributos
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en distintos
•
contextos mediante la utilización
de medios, códigos y herramientas
apropiados.
•
5. Desarrolla innovaciones y propone •
soluciones a problemas a partir
de métodos establecidos.
•
•
276
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera
crítica y reflexiva.
•
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
•
•
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones
lingüísticas, matemáticas o gráficas.
Sigue instrucciones y procedimientos de manera
reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
Identifica los sistemas y reglas o principios medulares
que subyacen a una serie de fenómenos.
Construye hipótesis, diseña y aplica modelos para
probar su validez.
Elige las fuentes de información más relevantes para
un propósito específico y discrimina entre ellas de
acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Estructura ideas y argumentos de manera clara,
coherente y sintética.
Define metas y da seguimiento a sus procesos de
construcción de conocimiento.
Representas y operas reacciones químicas
•
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos
•
•
Propone maneras de solucionar un problema y
desarrolla un proyecto en equipo, definiendo un curso
de acción con pasos específicos.
Aporta puntos de vista con apertura y considera los
de otras personas de manera reflexiva.
Asume una actitud constructiva, congruente con
los conocimientos y habilidades con los que cuenta
dentro de distintos equipos de trabajo.
Competencias disciplinares
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas
cotidianos.
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones
humanas de riesgo e impacto ambiental.
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana
¿Con qué propósito?
Reconoces los procesos químicos, a través de fenómenos de tu entorno, para
demostrar la validez de la ley de la conservación de la materia al balancear
ecuaciones químicas.
277
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Descripción
1. Símbolos en las ecuaciones químicas
2. Tipos de reacciones químicas:
• Síntesis o adición
• Descomposición o análisis
• Sustitución o desplazamiento simple
• Sustitución o desplazamiento doble
3. Balanceo de ecuaciones químicas:
• Tanteo
• Óxido-reducción
Conceptuales
Metodología
•
•
•
•
•
Procedimentales
•
Balanceas ecuaciones químicas por
métodos diversos.
Identificas y representas los diferentes
tipos de reacciones.
•
•
•
•
Actitudinales
278
•
Reflexionas sobre las diferentes reacciones
controladas y no controladas por el hombre.
Identificas los
símbolos utilizados
en las ecuaciones.
Identificas los
diferentes tipos de
reacciones químicas.
Investigas sobre
objetos de uso
cotidiano en los
procesos de
óxido-reducción.
Realizas un mapa
conceptual.
Resuelves ejercicios
prácticos.
Elaboras un boletín
informativo y
expones.
Desarrollas una
práctica.
Reflexionas sobre
las reacciones
espontáneas y
controladas en tu
entorno.
Representas y operas reacciones químicas
A continuación se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque; todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
¿Qué tiempo vas a emplear?
Para el desarrollo del bloque VII considera 15 horas que podrás distribuir de la
siguiente manera: lo más recomendable es que utilices seis horas para contenidos
temáticos y nueve horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo del bloque, por lo que es importante que
cuentes con un cuaderno de trabajo y que tengas la disposición de trabajar tanto
de forma individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
•
•
•
•
•
Evaluación diagnóstica
Mapa conceptual
Ejercicios prácticos
Exposición de boletín informativo
Práctica
279
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
¿Con qué conocimientos cuentas?
Estás en el séptimo bloque del curso de Química I y es importante recordar lo que
aprendiste con anterioridad.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Responde individualmente a lo que se te pide a continuación:
1. Encuentra los números de oxidación de cada uno de los elementos que forman
estos compuestos; apóyate en la tabla periódica y el bloque anterior.
a) NaOH
b) Al(ClO3)3
c) ZnCl2
d) LiNO3
e) H2SO4
2. Escribe los nombres de los siguientes compuestos utilizando la nomenclatura
Stock y la tradicional.
Fórmula del
compuesto
H2CO3
MgCl2
NaNO3
H2SO4
CoH3
Li2O
280
Nomenclatura Stock
Nomenclatura
tradicional
Representas y operas reacciones químicas
3. Escribe el número de oxidación de cada uno de los elementos que forman los
siguientes compuestos
HNO3
H2SO3
Ca(OH)2
HgCl2
N2O3
H3PO4
Al finalizar la actividad, no olvides consultar el apartado de respuestas para verificar
tus aciertos.
Si de la actividad anterior has respondido favorablemente 17 apartados considera tu
resultado como Bien, si has contestado correctamente 12 como Regular y menor a
este parámetro considéralo como No suficiente y requieres reforzar el conocimiento.
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Bien
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus
conocimientos consultando en fuentes de información, como libros de texto,
diccionarios, revistas y otros materiales a tu alcance, los siguientes conceptos:
reacción, coeficiente, balanceo, oxidante, reductor, oxidación, reducción, reactivo,
producto, sólido, líquido, gas, acuoso, combustión, síntesis y descomposición.
281
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Prepárate para introducirte al bloque VII de Química, pero antes de iniciar responde
las siguientes preguntas escribiendo dentro del paréntesis la letra que corresponda.
(
(
S = Siempre
A = A veces
(
N = Nunca
(
) En un trabajo colaborativo donde varias personas emiten
juicios, ¿mantienes una postura de tolerancia y apertura?
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones
con fundamento, para lo cual ¿comúnmente consultas fuentes
relevantes?
) En una investigación, ¿puedes expresar de manera clara,
ordenada y precisa tus ideas?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades
que te llaman la atención, además de lo que tu libro te informa
o tu profesor te comenta, ¿investigas por cuenta propia y
consultas otras fuentes?
Bien = Siempre
¿Cómo evalúas tus competencias?
Regular = A veces
No suficiente = Nunca
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N estás en proceso para
su desarrollo.
282
Representas y operas reacciones químicas
Para iniciar, reflexiona
Te has preguntado ¿cómo se efectúa una reacción química? ¿Por qué se debe conservar la materia que está presente en una reacción?
Tanto en nuestro organismo como en el ambiente que nos rodea ocurren muchas
reacciones químicas que nos afectan positiva o negativamente. Seguramente has
observado el cambio de color de las hojas, la descomposición de los alimentos, las
tormentas eléctricas, los fuegos artificiales, o la salida de vapor de tu boca cuando
te expones al frío en las mañanas, por mencionar algunos ejemplos. Todas estas
reacciones químicas obedecen a la ley de la conservación de la masa.
En este bloque aprenderás cómo se representa gráficamente una reacción química,
los diferentes tipos de reacciones y cómo se balancea una ecuación.
Aprende más
Símbolos en las ecuaciones químicas
Las reacciones químicas se representan por medio de ecuaciones químicas que,
usando símbolos y fórmulas de las sustancias, nos brindan la información cualitativa
y cuantitativa de todas las entidades materiales que intervienen en la reacción.
Una ecuación química es una representación escrita que proporciona información
acerca de lo que ha ocurrido en las reacciones químicas.
Una ecuación química se estructura con las siguientes partes:
Los reactivos o reactantes: son las sustancias que se combinan.
Productos: son las sustancias que se obtienen al final de la reacción.
La flecha: se interpreta como produce, origina o da lugar, y la dirección señala hacia
los productos.
El signo algebraico de (+) se usa para indicar la separación de las sustancias
participantes, tanto en los reactivos como en los productos.
283
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
La letra minúscula colocada entre paréntesis, que está situada a la derecha del elemento o fórmula, indica el estado de agregación de la sustancia: sólido (s), líquido
(l), gaseoso (g) o bien; si se trata de una solución acuosa (ac).
Los coeficientes son los números que se colocan al lado izquierdo del símbolo de
cada elemento o fórmula, y es el resultado del balanceo de la ecuación química.
Cuando no aparece el coeficiente numérico, se entiende que es la unidad y, por lo
tanto, no se escribe.
Existen ecuaciones donde se emplean dobles flechas con sentidos opuestos. Estas
reacciones se conocen como reversibles.
3H2 + N2
2NH3
Cuando el producto de una reacción es un gas que se desprende, se utiliza una
flecha hacia arriba (↑), y si es un sólido o un precipitado, una flecha hacia abajo (↓).
2HCl(ac) + ZnS(s)ZnCl2(ac) + H2S ↑
H2SO4(ac) + Ba(OH)2(ac)
284
BaSO4 ↓ + 2H2O(l)
Representas y operas reacciones químicas
Algunos otros símbolos se utilizan en las ecuaciones y se representan de la siguiente
manera.
Fórmula del
compuesto
Significado
Ubicación
Arriba o debajo de la
flecha
Δ
Calor
Pt
Catalizador (sustancia que modifica la Arriba o debajo de la
velocidad de reacción)
flecha
Un ejemplo de cómo leer una ecuación química sería el siguiente:
Ca + 2H2O
reactivos
→
Ca(OH)2 + H2
productos
Una molécula de calcio reacciona con dos moléculas de agua y se produce en una
molécula de hidróxido de calcio y una molécula de hidrógeno.
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: Trabajando colaborativamente con uno de tus compañeros, realicen lo que se solicita en cada caso.
1. Escriban en su cuaderno la ecuación química de las siguientes reacciones; no
olviden en caso de ser necesario, considerar todas las simbologías.
b) Una molécula de azufre reacciona con una molécula de hierro para dar una molécula de sulfuro de hierro.
c) Una molécula de cloro y una molécula de hidrógeno reaccionan para dar dos
moléculas de cloruro de hidrógeno.
d) Dos moléculas de hidrógeno gaseoso reaccionan con una molécula de oxígeno
gaseoso para producir dos moléculas de vapor de agua.
e) Dos moléculas de potasio sólido se combinan con dos moléculas de agua líquida para formar dos moléculas de hidróxido de potasio en solución acuosa, de
donde se desprende una molécula de hidrógeno gaseoso.
285
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
f) Tres moléculas de sulfuro de hidrógeno gaseoso y dos moléculas de cloruro de
hierro (III) reaccionan para formar sulfuro de hierro (III) sólido y seis moléculas
de cloruro de hidrógeno gaseoso.
2. Explica de forma verbal las reacciones que ocurren en cada una de las siguientes ecuaciones:
a) H2(g) + Cl 2(g)
→
2 HCl(g)
b) Cl2(g) + H2(g)
→
2 HCl(g)
c) Cu SO4 (s) + Fe(s)
→
d) C(s) + H2O(g)
CO(g) + H2(g)
→
Fe SO4(s) + Cu(s)
Al finalizar compara las respuestas con tus compañeros y con el anexo de respuestas que se encuentra el final de tu libro.
Aprende más
Tipos de reacciones químicas
Una reacción química es un proceso por medio del cual una o más sustancias se
combinan y se transforman para formar nuevas y diferentes sustancias.
Para que se realice dicha transformación, se requiere de una o más sustancias
iniciales llamadas reactivos y la formación de otra u otras llamadas productos. Por
ejemplo, cuando un pedazo de carbón se quema, las sustancias iniciales o reactivos son el carbono y el oxígeno del aire, y entre las sustancias finales o productos, encontramos al dióxido de
carbono. Para que se produzca
la reacción química, se requiere
que los reactivos se encuentren
en condiciones que favorezcan
dicha reacción; si el carbón está
húmedo o hay poco oxígeno, la
reacción no se efectuará.
286
Representas y operas reacciones químicas
Las reacciones químicas pueden representarse mediante los modelos moleculares,
dibujando los átomos como si fueran esferas y construyendo así las moléculas de
las sustancias que intervienen en una reacción.
Utilizando los modelos moleculares pentenderemos mejor la conservación de la
materia en las reacciones químicas, puesto que el número de esferas de cada clase
debe ser el mismo en las sustancias iniciales y en las finales, es decir, tanto en los
reactivos como en los productos.
Las reacciones químicas se clasifican en cuatro tipos:
a) Reacciones de combinación o de síntesis
b) Reacciones de descomposición o de análisis
c) Reacciones de sustitución simple o desplazamiento sencillo
d) Reacciones por doble sustitución, desplazamiento doble o de metátesis.
Síntesis o adición
Son aquellas donde dos o más sustancias (elementos o compuestos) se combinan
para formar un producto.
Un esquema sencillo de este tipo de reacciones y una ecuación química ejemplo
serían:
→ AB
A+B
2 H2 + O2
→
2 H2O
287
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Ejemplos de reacciones de combinación o síntesis.
no metal
Cl2(g) H2(g) → compuesto binario
→2NaCl Sal
→CaH Hidruro
óxido básico +
+
Na2O(s)
Al2O3(s)
+
agua
H2O(l) 3H2O(l)
→base
→2NaOH
→ 2Al(OH)
no metal
S(s)
N2(g)
oxígeno
O2(g) O2(g) → óxido ácido
→SO
→2NO
agua H2O(l) H2O(l) →oxiácido
→2HClO
→H CO
metal
2Na(s) Ca(s)
+
+
+
+
+
+
óxido ácido +
Cl2O7(g)
+
CO2(g) +
(s)
2
(ac)
3(ac)
2(g)
(g)
4(ac)
2
3(ac)
Descomposición o análisis
Se observa que se puede producir una reacción química a partir de una sustancia,
es decir, una sustancia única da lugar a otras diferentes.
Un esquema sencillo de este tipo de reacciones y algún ejemplo serían:
AB
→
→
CaCO3
2H2O
→
A + B
CaO + CO2
2H2 + O2
Otros ejemplos que se presentan por descomposición térmica o electrolítica de algunos compuestos que contienen oxígeno son los siguientes:
óxidos metálicos
288
metal +
oxígeno
2HgO(s)
Δ
→
carbonatos
CdCO3(s)
Δ →
cloratos
2KClO3(s)
Δ
→
2Hg(l) +
O2(g)
óxido
CdO(s) +
+
dióxido de carbono
CO2(g)
cloruros
2KCl(s)
+
+
oxígeno
3O2(g)
Representas y operas reacciones químicas
Por electrólisis, que es la descomposición de una sustancia por la acción de la corriente eléctrica.
2HCl(ac)
→
H2(g) +
Cl2(g)
Sustitución o desplazamiento simple
Son aquellas donde reaccionan un elemento y un compuesto, y el elemento con
mayor reactividad química sustituye a otro elemento del compuesto.
Algunos ejemplos de reacciones de sustitución serían los siguientes:
A + BC
CuSO4 + Zn
→
AC + B
→
ZnSO4 + Cu
En este tipo de reacciones A es el elemento que desplaza o sustituye, y puede ser
un metal o un no metal.
Para saber si ocurrirá una reacción por desplazamiento, consideremos la reactividad química de los metales y los halógenos.
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au
Disminuye la reactividad
El hidrógeno es un no metal, pero se incluye por el grado de reactividad.
F, Cl, Br, I
Disminuye la reactividad
Ejemplos
compuesto +
elemento más activo
FeSO4(ac) +
Ca(s)
AgNO3(ac)
+
Cu(s)
CuCl2(ac)
+
Fe(s)
FeCl2(ac)
+
Cu(s)
→
→
→
→
CaSO4(ac) +
Fe(s)
CuNO3(ac) +
Ag(s)
FeCl2(ac) +
Cu(s)
No hay reacción: el cobre no desplaza al hierro,
debido a que el Fe es más activo que el Cu.
289
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Sabías que...
De colores...
El uso de extractos vegetales o de compuestos metálicos coloridos para teñir el pelo tiene su
origen en las etapas más remotas de la historia. Aunque algunos de estos productos se siguen
usando, la mayoría de los tintes actuales funcionan a través de las reacciones de compuestos
complejos orgánicos u organometálicos. El cabello contiene dos pigmentos: la melanina, que
es un pigmento oscuro responsable también de la coloración de la piel; y la feomelanina,
pigmento café rojizo o amarillento. La cantidad de ambos determina el color del pelo y su
ausencia produce cabellos grises o blancos. Para aclarar el cabello primero se degradan estos
pigmentos, oxidándolos generalmente con peróxido de hidrógeno en solución acuosa y se les
sustituye por uno sintético. Si lo que se desea es oscurecer el color del cabello, entonces, se
aplica directamente el colorante no hace falta decolorar primero.
Los productos que hoy en día se pueden encontrar en el mercado no sólo ofrecen una
extensa gama de colores, sino también se puede elegir por cuánto tiempo se quiere esa nueva
apariencia. Hay tintes que actúan lenta y gradualmente, produciendo tonalidades que van
desde el amarillo hasta llegar al negro. Estos productos contienen acetato de plomo, que
reacciona con los azufres de la cisteína formando sulfuro de plomo, un compuesto de color
negro que se acumula poco a poco oscureciendo el cabello y desapareciendo las canas.
Fuente: http://www.comoves.unam.mx/articulos/quimica_pelo/quimica_pelo3.html
Sustitución o desplazamiento doble
También se les llama de metátesis, que significa un cambio en la sustancia, en el
estado o en la forma.
Las reacciones de sustitución son aquellas donde hay un intercambio de iones entre
los compuestos.
La representación de está reacción es la siguiente:
AB + CD → AD + CB
AgNO3
290
+
HCl
→
AgCl
+
HNO3
Representas y operas reacciones químicas
Para comprender mejor este tipo de reacciones, debemos tener presente que los
compuestos están formados por una parte positiva o catión, y una negativa o anión,
que se intercambian al reaccionar por doble sustitución.
En este tipo de reacciones es característica la formación de un precipitado, de calor,
o bien, de un gas; algunas reacciones de neutralización corresponden a este tipo
de clasificación.
Ejemplos
Formación de precipitado
FeCl3(ac)
+
3NH4OH(ac)
→
Fe(OH)3↓
+
3NH4Cl(ac)
Formación de un gas
Un ejemplo son los carbonatos que, al reaccionar con un ácido, producen un gas
(CO2).
CaCO3(s)
+
2HCl
→CaCl
2(ac)
+
H2O(l) + CO2 ↑
+
H2O(l) + Calor
Desprendimiento de calor
HCl(ac)
+
NaOH(ac)
→
NaCl(ac)
Generalmente las reacciones químicas inorgánicas van acompañadas de cambios
de energía; las reacciones que liberan energía en forma de calor se conocen como
exotérmicas, y las que absorben calor de su entorno, endotérmicas.
A + B + calor → C + D
Endotérmica
A + B
→ C + D + calor
Exotérmicas
291
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Sabías que...
Muerte con olor a almendras
El cianuro de sodio, al contacto con el ácido clorhídrico del jugo gástrico, se transforma en
ácido cianhídrico, el veneno más rápido y letal, pues 0.01 g son suficientes para matar a una
persona en 30 segundos. Tiene un olor igual al de las almendras. Por ello, cuando se planeó
envenenar a Rasputín, se puso cianuro en un pastel de almendras. Rasputín fue un monje
ruso que, a principios del siglo XX, logró ganarse el favor de los zares Nicolás II y Alejandra.
El hijo de éstos, el zarevich, padecía hemofilia, un padecimiento en el cual la sangre no coagula normalmente y al haber una herida, la persona puede desangrarse y morir. Se dice que
Rasputín, por medio de hipnotismo, contenía la hemorragia cuando el zarevich sangraba.
Esto llevó a la zarina a depender emocionalmente de él, y Rasputín influía a tal grado en ella,
que su voluntad llegó a afectar los asuntos de Estado. Tanto incomodó a los miembros del
gobierno la intromisión del monje y la protección que los zares le ofrecían, que se conspiró
para envenenarlo.
No obstante ser monje, Rasputín llevaba una vida licenciosa; frecuentemente se le encontraba en comilonas y borracheras. Los conspiradores lo invitaron a una cena donde consumió
varias porciones del pastel y vasos de vino que contenían cianuro como para envenenar a más
de tres personas. Sin embargo, el monje no mostraba ningún síntoma de intoxicación. Fue
tanta la desesperación de los conspiradores al ver su plan frustrado, que terminaron matándolo a tiros.
Es probable que Rasputín sufriera de anaclorhidria, es decir, falta de ácido en el estómago, y
por esto el cianuro no pasaba a ácido cianhídrico. Pero en aquel tiempo se le atribuyeron al
monje poderes diabólicos.
Fuente: http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/90/venenos-envenenados-y-envenenadores
292
Representas y operas reacciones químicas
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones: Trabajando colaborativamente con uno de tus compañeros, realicen
lo que se solicita en cada caso.
1. Identifiquen a qué tipo de reacción pertenecen las siguientes fórmulas generales.
a)
C → A + B ____________________________________________
b)
AB + CD
c)
A + B → C ____________________________________________
d)
A + BC → AC + B _______________________________________
→ AD
+ CB ____________________________________
2. Para cada sustancia de la lista escriban la ecuación química de descomposición
que le corresponda.
a)2NaHCO3____________________________________________
____________________________________________
b)2H2 O2
____________________________________________
____________________________________________
c)2NH3
_____________________________________________
____________________________________________
d)FeCl3 ____________________________________________
293
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
3. Las reacciones de desplazamiento o sustitución simple son de gran aplicación
industrial; un ejemplo de ello son las reacciones donde intervienen los halógenos, sobre todo el cloro por ser un agente oxidante muy fuerte. Completen cada
una de las ecuaciones de sustitución de las sustancias propuestas.
Cu(s) + 2AgNO3(ac)
Cl2(g) + 2NaI(ac)
Ca(s) + 2H2O(l)
2Al(s) + 3H2O(g)
4. Observen las siguientes ecuaciones y clasifíquenlas según el tipo de reacción.
→
a) NH3(ac) + HNO3(ac)
b) NaCl(ac)
+ AgNO3(ac)
c) Mg(s) +
2HCl(ac)
d) H3BO3(ac)
→
NH4NO3(ac) ___________________________
→
→
B2O3(ac)
NaNO3(ac) _____________________________
MgCl2(ac) + H2(g) ↑______________________
+
3H2O(l) ↓ _______________________
Al finalizar comparen las respuestas con tus compañeros y consultar en el apartado
de respuestas un modelo de solución que te ayudará a comparar tus resultados.
Actividad 3
Instrucciones:
1. En parejas investiguen en sus libros de texto anteriores, y entrevisten a personas expertas en el tema, y a sus profesores para responder entre todos, intercambiando sus respuestas.
¿Cuáles son las reacciones químicas que realiza el ácido clorhídrico para transformar alimentos?
294
Representas y operas reacciones químicas
¿Cómo reacciona el polvo de hornear para que el pan se esponje?
¿Por qué es necesario ingerir cloruro de sodio y qué es lo que mantiene el buen
funcionamiento del corazón?
¿Qué reacciones químicas se producen en la formación de las caries?
2. Si es posible investiguen sobre el uso de agentes oxidantes y reductores en la
industria
3. Realicen un mapa conceptual de los tipos de reacciones químicas con ejemplos
que se presenten en la vida diaria o en su entorno, explicando cómo se usan los
agentes oxidantes y reductores en la industria y cuaáles son sus beneficios.
Criterios para elaboración del mapa:
• Actividad para realizarse en casa.
• Por parejas.
• Presenten sus conceptos estructurados de ideas generales a
ideas particulares.
• Utilicen representaciones gráficas como líneas, cuadros o círculos.
• Empleen diferentes colores, y realícenlo con limpieza en media hoja de papel
bond blanco o en una cartulina.
• Una vez terminado preséntelo al grupo y comenten su investigación.
• Consulten la rúbrica al final del bloque.
Reflexionemos sobre las actividades 1, 2 y 3
¿De qué te das cuenta?
Desde que el hombre existe se ha percatado de que en su entorno y en su interior
suceden un sin número de transformaciones. Algunas de las reacciones químicas son
provocadas por él y controladas paraaprovecahralas para su beneficio, tales como medicamentos, los métodos de conservación de alimentos, artículos de limpieza y aseo
personal, pinturas, desinfectantes, entre otros; algunas más ocurren de forma espontánea como la oxidación, digestión, fotosíntesis, desarrollo de los seres vivos y descomposición.
¿En la comunidad donde vives existen algunos métodos para conservar alimentos? Sabes cómo se realiza y que componentes se utilizan. Investiga con tus compañeros y comenten con su profesor. ¿Qué reacciones químicas se utilizan con mayor frecuencia en
estas transformaciones? ¿Qué transformaciones espontáneas suceden cotidianamente
sin que te des cuenta?
Escribe tus respuestas en tu cuaderno de trabajo y reflexiona con tu profesor.
295
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Aprende más
Balanceo de ecuaciones químicas
Las ecuaciones se balancean con la finalidad de buscar la igualdad entre los átomos de ambos lados de la ecuación, mediante el empleo de coeficientes numéricos.
Es importante recordar que los átomos tienen masa; por lo tanto, en una reacción,
la masa total de las sustancias reactivas es igual a la masa total de los productos, y
con esto se cumple con la ley de la conservación de la masa.
La ley de la conservación de la masa a menudo se aplica a las reacciones químicas básicas para explicar lo que pasa a nivel atómico durante una reacción, donde
cada átomo presente al inicio de la reacción sigue presente al finalizar la misma.
Existen varios métodos para el balanceo de ecuaciones químicas y, entre ellos destacan el método del tanteo y el de óxido reducción.
Tanteo
Se trata de un procedimiento sencillo para ecuaciones simples, que consiste en
agregar los coeficientes de cada una de las sustancias utilizando la falla y el error.
Reglas a seguir en este método:
1. Escribe la ecuación y cerciórate de que la fórmula esté bien escrita, y no alteres
ningún subíndice.
H2SO4(l) + KCl(s)
→
K2 SO4(l)
+ HCl(g)
Nota: Al balancear ecuaciones químicas, es de suma importancia entender la diferencia entre un coeficiente antepuesto a la fórmula y el subíndice de la fórmula, pues
se observa que la modificación del subíndice en una fórmula cambia la identidad de
la sustancia. Nunca se deben de modificar los subíndices al estar balanceando una
ecuación; por el contrario, si ponemos un coeficiente en la fórmula, lo único que estamos cambiando es la cantidad y no la identidad de la fórmula: 2H2O significa dos
moléculas de agua, 3H2O significa tres moléculas de agua, etc.
Observa este ejemplo antes de balancear nuestra ecuación.
296
Representas y operas reacciones químicas
4Al2 (SO4)3
Al = 4 x 2 = 8
S= 4 x 3 = 12
O= 4 x 12 = 48 (el doce resulta de multiplicar 4 por 3).
2Na3 PO4
Na = 2 x 3 = 6
P = 2x1=2
O = 2x4=8
2. Anota en el siguiente orden, los átomos que intervienen en la ecuación: primero
los metales, luego los no metales, luego el hidrógeno y al final el oxígeno (si es
que participan en la reacción).
H2SO4(l) + KCl(s) → K2 SO4(l) + HCl(g)
Reactivos
Elementos
Productos
K
S
Cl
H
O
3. Cuenta y compara la cantidad de átomos en los reactivos y en los productos.
Observa que hay un potasio (K) en los reactivos y dos en los productos.
H2SO4(l) + KCl(s)
→
K2 SO4(l) +
HCl(g)
Reactivos
Elemento
Productos
1
K
2
S
Cl
H
O
297
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Ahora el azufre (S), que en los reactivos es uno y en los productos es uno.
H2SO4(l) + KCl(s)
→
K2 SO4(l) +
HCl(g)
Reactivos
Elemento
Productos
1
K
2
1
S
1
Cl
H
O
Seguimos con el cloro (Cl), que en los reactivos es uno y en los productos es uno.
H2SO4(l) + KCl(s)
→
K2 SO4(l)
+
HCl(g)
Reactivos
Elemento
Productos
1
K
2
1
S
1
1
Cl
1
H
O
Recuerda que el hidrogeno se coloca después de los no metales, y observa que
en los reactivos hay dos y en los productos uno.
H2SO4(l) + KCl(s)
→
K2 SO4(l)
+
HCl(g)
Reactivos
Elemento
Productos
1
K
2
1
S
1
1
Cl
1
2
H
1
O
298
Representas y operas reacciones químicas
Al final el oxígeno; observa que hay cuatro en los reactivos y cuatro en los
productos.
H2SO4(l) + KCl(s)
→ K2SO4(l) + HCl(g)
Reactivos
1
1
1
2
4
Elemento
K
S
Cl
H
O
Productos
2
1
1
1
4
Ahora observa que, el potasio (K) y el hidrógeno (H) son diferentes en los
reactivos y los productos.
4. Para balancear cada uno de los elementos, empecemos por el potasio (K);
colocaremos el coeficiente dos en el KCl.
K2SO4(l) + HCl(g)
H2SO4(l) + 2KCl(s) →
Reactivos
2
1
2
2
4
Elemento
K
S
Cl
H
O
Productos
2
1
1
1
4
Observa que ahora existen dos cloros (Cl) en los reactivos y solo uno en los
productos. Coloca entonces el coeficiente dos en el HCl.
H2SO4(l) + 2KCl(s) →
K2SO4(l) + 2HCl(g)
Se verifica el balanceo de la ecuación sumando nuevamente los átomos en los
reactivos y productos de la ecuación.
Reactivos
Elemento
Productos
2
K
2
1
S
1
2
Cl
2
2
H
2
4
O
4
299
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
5. Finalmente, comprueba que cada uno de los elementos esté balanceado; de lo
contrario, intenta nuevamente. Se dice que la ecuación está balanceada cuando se establece la misma cantidad de materia en los dos lados.
→ K2SO4(l) + 2HCl(g)
H2SO4(l) + 2KCl(s)
Reactivos
2
1
2
2
4
Elemento
K
S
Cl
H
O
Productos
2
1
2
2
4
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Instrucciones: Trabajando colaborativamente con uno de tus compañeros, en su
cuaderno, realcen lo que se solicita en cada caso.
1. Balanceen por tanteo las siguientes ecuaciones químicas.
a) C3H8 + O2
→
CO2 + H2O
b) Ba(NO3)2 + H2SO4
→
BaSO4↓ + HNO3
c) Cu2O + O2 → CuO
d) CaC2 + H2O
→
Ca(OH)2 + C2H2
2. Escriban la ecuación química para cada una de las siguientes reacciones y balancéenlas por tanteo.
a) Cuando se combina ácido fosfórico con bicarbonato de sodio, se forman fosfato
de sodio, dióxido de carbono y agua.
300
Representas y operas reacciones químicas
b) Al reaccionar con óxido férrico, el ácido clorhídrico produce cloruro de fierro (III)
y agua.
3. Balancen cada ecuación y señalen a qué tipo de reacción pertenece.
a.Al(s) + O2(g)
b.
Δ
→
Al2 O3(s)
Ni(NO3)2(ac) + NaOH(ac)
→
Ni(OH)2(ac) + NaNO3↓
c.Zn(s) + FeSO4(ac)
→ ZnSO
d.NaHCO3(s)
Na2CO3 + CO2(g) + H2O(g)
Δ
→
4(ac)
+ Fe(s)
Al finalizar comparen las respuestas con las de sus demás compañeros y con el
anexo de respuestas que se encuentra el final de tu libro.
Aprende más
Óxido-reducción
Ya sabemos que cuando se hace un balanceo de una reacción química debemos
obedecer la ley de la conservación de la masa. La cantidad de cada elemento tiene
que ser la misma en ambos lados de la ecuación Cuando hacemos el balance de
una reacción de oxidación-reducción existe un requerimiento adicional. La ganancia
y pérdida de electrones debe estar balanceada. En otras palabras, si una sustancia
pierde determinado número de electrones durante una reacción, otra sustancia tiene que ganar el mismo número de electrones.
Las ecuaciones por óxido-reducción se balancean tomando en consideración lo
siguiente:
Oxidación es la pérdida de electrones en un átomo o ion.
Reducción es la ganancia de electrones en un átomo o ion.
301
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
En las reacciones de óxido reducción, el número de electrones perdidos por una
sustancia en la oxidación, es igual al número de electrones ganados por otra sustancia en la reducción, esto permite el balanceo de las ecuaciones químicas.
Oxidación
-7-6-5-4-3-2-1 0 +1+2+3+4+5+6+7
Reducción
La sustancia que se oxida se llama agente reductor, porque produce una reducción
en otra sustancia; y la que se va a reducir, agente oxidante, porque produce la oxidación de otra sustancia.
El número de oxidación es la carga que se asigna a un átomo dentro de una molécula. En las reacciones de óxido reducción, es el número que se asigna a los reactivos
y a los productos para indicar la transferencia de electrones.
Para este método se toma en consideración lo siguiente:
a) Cuando el elemento se encuentra sin combinar el número de valencia es cero.
b) El número de oxidación del hidrógeno es +1.
c) El número de oxidación del oxígeno es -2.
d) El número de oxidación del grupo IA de la tabla periódica es +1.
e) El número de oxidación del grupo IIA de la tabla periódica es +2.
f) El número de oxidación negativo de los no metales se calcula restando el número
8 al número de grupo (V A, VI A y VII A).
Para balancear una ecuación por óxido-reducción se procede a lo siguiente:
1. Se escribe la ecuación.
Cu + H NO3
→ Cu(NO3)2 + NO + H2O
2. Se anota el número de oxidación de los elementos participantes.
0
+1
+5 -2 Cu +
H
NO3 →
+2 +5 -2
Cu (N O3)2 +
+2
N
-2
O
+
+1
-2
H2O
Sabías que...
Una semi-rreacción implica la pérdida de electrones de un compuesto y, en este
caso, el compuesto se oxida; mientras que en la otra semirreacción el compuesto se reduce, es
decir, gana los electrones, y uno actúa como oxidante y el otro como reductor.
302
Representas y operas reacciones químicas
3. Se identifican los elementos que alteraron su valencia, los que se oxidan y se
reducen
0
+1
+5 -2
+2
+5 -2
+2
-2
+1
-2
+
N
O
+
H2O
Cu +
H
NO3 → Cu (N O3)2
Oxidación: Cobre; Cu0 → Cu+2
Reducción: Nitrógeno; N+5 → N2+
4. Se indican los números de electrones involucrados en la oxidación y en la reducción, respectivamente, para balancear las semirreacciones.
Oxidación: Cobre; Cu-0
→ Cu+
pierde 2 electrones
2
Reducción: Nitrógeno; N+5 → N2+
gana 3 electrones
Oxidación
-7-6-5-4-3-2-1 0 +1+2+3+4+5+6+7
Reducción
Sabías que...
Los números de oxidación pueden emplearse para determinar si una sustancia
se oxida o se reduce.
5. Se multiplican de forma cruzada las semireacciones por los coeficientes de los
electrones, de tal modo que, al sumarse, se cancelen los electrones anotados.
Oxidación: 3Cu-0
→
3Cu+2
Reducción: 2N+5
→
2N2+
6 electrones
6 electrones
Sumando de lado a lado las semirreacciones quedarían:
3Cu0 +
2N+5
→3Cu
+2
+
2N+2
303
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
6. Colocar los coeficientes encontrados en la ecuación original donde se verificó el
cambio del número de oxidación. Al final se completa el balance por tanteo.
3Cu + 2HNO3
→
3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O
De acuerdo al número de átomos de nitrógeno, en el segundo lado, la ecuación
química balanceada es:
3Cu + 8HNO3
→
3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
7. Si los coeficientes tienen un divisor común, se simplifican; en esta ecuación los
coeficientes no son múltiplos.
Aplica lo aprendido
Actividad 5
Instrucciones: Trabajando colaborativamente con uno de tus compañeros, realicen
lo que se solicita en cada caso.
1. De los siguientes ejemplos, identifiquen cuál elemento se oxida y cuál se
reduce (marquen con una X en el recuadro correspondiente) y escriban cuántos
electrones se ganan o se pierden.
Elemento
Fe+2
S-2
N+5
Mn+7
304
Oxidación
→ Fe
→S
→N
→ Mn
+3
+6
+2
+2
Reducción
Electrones
ganados
Electrones
perdidos
Representas y operas reacciones químicas
2. Balanceen en su libreta las siguientes ecuaciones por el método de óxidoreducción.
+ CO
→
b) HNO3 + SnO
→
a) Fe2O3
c) Na2S2O3
d) FeS2
+
CO2 +
SnO2 +
+ H2O2
→
O2
→
Fe
NO +
H2O
Na2SO4 + H2SO4 +
H2O
Fe2O3 + SO2
Al finalizar comparen sus respuestas con las de sus demás compañeros y consulten
en el apartado de respuestas un modelo de solución que les ayudará a comparar
los resultados.
Reflexionemos sobre las actividades 4 y 5
¿De qué te das cuenta?
Como has visto, una ecuación química representa una igualdad,
por esta razón, el número de átomos del lado de los reactivos debe ser igual
al número de átomos del lado de los productos, cumpliendo así con esto
cumplir con la ley de conservación de la materia.
Actividad 6
Actividad integradora
Instrucciones: En equipos de dos o tres integrantes, completen esta actividad para
realizarse en clase.
1. Realicen la lectura y respondan las siguientes preguntas:
Los secretos de los materiales
El agua potable es cada vez más escasa y cara, por lo que es urgente encontrar
métodos que permitan ahorrarla, purificarla y aprovecharla al máximo. Ésa es la
misión que se ha impuesto Monserrat Bizarro, diseñadora de una técnica para
limpiar agua con películas nanoestructuradas que degradan los contaminantes.
305
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Después de obtener el doctorado en Ciencia e Ingeniería en Materiales, esta joven
académica llegó en 2007 al Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM-UNAM)
como investigadora del Laboratorio de Materiales y Dispositivos en Película Delgada.
Monserrat entró a la carrera de Física en 1996 con la intención de especializarse en
astronomía después de que, de niña, su papá le regalara el libro Cosmos de Carl
Sagan; pero su interés se volcó en la Física experimental y más tarde en la ciencia
de los materiales. De su época de estudiante recuerda: "Éramos pocas mujeres y
en algún semestre, en los equipos de prácticas de laboratorio, llegué a ser la única
mujer. Yo organizaba al equipo y en el reporte final pusieron entre paréntesis, después de mi nombre, 'la jefaza', apodo que me había ganado a pulso".
Ahora, su pasión es descubrir nuevas propiedades de diversos materiales a través
de la nanociencia. "La ciencia de materiales me gusta muchísimo porque es multidisciplinaria y permite jugar y combinar elementos para obtener nuevos materiales.
Hoy en día con la nanociencia y la nanotecnología podemos descubrir cómo cambian drásticamente las propiedades de algunos materiales en la escala nanométrica, de tal forma que se pueden volver conductores o semiconductores, y muchas
otras cosas más", explica.
Monserrat experimenta con películas delgadas elaboradas con óxido de zinc mediante una técnica llamada rocío pirolítico. Estas películas tienen la propiedad de
degradar contaminantes orgánicos presentes en el agua. Las películas se introducen en el agua, y al ser iluminadas, producen reacciones fotocatalíticas que la limpian. Los fotocatalizadores que desarrollan se activan con la luz del Sol, lo cual los
hace eficientes y costeables.
La investigadora explica que el objetivo de este estudio es producir materiales con
alta actividad fotocatalítica; es decir, que absorbiendo luz realicen reacciones químicas de oxidación y reducción, para descomponer moléculas complejas presentes en
el agua residual. Algunos compuestos químicos, como las moléculas de los colorantes textiles, son cancerígenos y muy tóxicos, no son biodegradables, ni se pueden
descomponer mediante los tratamientos convencionales. De ahí la importancia de
experimentar con tratamientos alternativos como éste, que no deja residuos. Estos
materiales también tienen un efecto bactericida, por lo que podrían llegar a purificar
el agua. Si ésta estuviera muy contaminada se le podría dar un tratamiento secundario para uso industrial.
Monserrat también es una joven madre que logra combinar sus dos amores: "Es
muy difícil, sin duda, cuando mi hijo y el laboratorio exigen tiempos súper completos;
yo me organizo para cumplir al máximo con ambas responsabilidades. Tener un hijo
es maravilloso y hacer ciencia también".
306
Representas y operas reacciones químicas
En 2011 fue reconocido su empeño profesional con la Beca para las Mujeres en la
Ciencia L'Oréal-UNESCO-AMC.
En cinco años de investigación, los avances son significativos: tras probar películas con diversos materiales, Montserrat Bizarro y su equipo buscan incrementar la
eficiencia y estabilidad del proceso para maximizar la degradación de los contaminantes. También diseñaron un reactor solar para descontaminar agua y existe la
posibilidad, en el futuro, de construir reactores para uso doméstico.
La doctora Bizarro ha incursionado en la divulgación de la ciencia con diversos artículos y colaboró en el libro Las 100 preguntas sobre los materiales, editado por el
IIM-UNAM. "Es una labor que los investigadores deberíamos cultivar más para dar
una imagen más real del científico y que la gente se acerque a la ciencia. Algo que
le aprendí a una muy querida maestra, la astrónoma y divulgadora Julieta Fierro, es
intentar transmitir un conocimiento complicado con palabras sencillas", reconoce.
Monserrat sigue adelante buscando los secretos que guardan los materiales en la
escala nanométrica e invita a los jóvenes a integrarse a esta investigación.
Fuente: http://www.comoves.unam.mx/numeros/quienes/174
a) ¿Quién es Monserrat Bizarro?
b) ¿Qué es la ciencia de los materiales?
c) ¿Qué es la nanociencia?
d) ¿Qué es una película nanoestructurada?
e) ¿Cómo la investigadora logra limpiar el agua?
f) ¿Cuál es el objeto de estudio de su investigación?
g) ¿Por qué decidió usar este método?
307
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
2. Elaboren un boletín informativo.
Criterios
a) Realizarse en una hoja tamaño carta.
b) Incluir el tema al centro, la fecha y nombre de autores.
c) Contener la fuente de información.
d)Tener en su estructura una pequeña introducción, desarrollo del contenido
informativo y la conclusión.
e) De ser posible incluir fotos o imágenes pequeñas.
f) Revisar la rúbrica que se encuentra al final del bloque para considerar los criterios
solicitados.
g) Al final exponer al grupo y, entre todos, compartir sus reflexiones.
Ejemplo de boletín
informativo:
Al final de la actividad podrás
consultar en el apartado de
respuestas un modelo de
solución que te ayudará a
comparar tus resultados.
308
Representas y operas reacciones químicas
Actividad 7
Práctica
Desarrollar los pasos del método científico
Óxido-reducción
Fundamento:
En la vida cotidiana tenemos contacto con diversas sustancias oxidantes y reductoras. Por ejemplo, la tintura de yodo que es una disolución de yodo en alcohol etílico
(CH3 _CH2 _OH) que se utiliza como antiséptico en algunas heridas. Un antiséptico
es una sustancia que evita el crecimiento de algunos microorganismos que causan
infecciones. El yodo es un oxidante que tiene dicha propiedad y puede utilizarse
para oxidar algunos metales.
Los clavos galvanizados están hechos de hierro (Fe) y fácilmente se corroen (oxidan) en presencia del aire y de otras sustancias, como el yodo. Para protegerlos de
la corrosión se recubren de zinc (Zn), el cual presenta mayor dificultad para oxidarse.
Otra sustancia de uso común es el blanqueador de ropa que contiene hipoclorito de
sodio (NaOCl), que oxida las sustancias que producen el color, volviéndolas incoloras. Aunque el blanqueador es un oxidante, no se puede utilizar directamente para
oxidar los clavos.
Las reacciones de oxidación y reducción se realizan más rápidamente si se incrementa la temperatura o se varía la acidez de la disolución.
Objetivo:
Que el estudiante observe algunas reacciones de oxidación y reducción que se llevan a cabo con sustancias de uso cotidiano.
Material:
•
•
•
•
•
Dos vasos o dos frascos de vidrio grueso.
Una estufa o parrilla eléctrica.
Un recipiente metálico para calentar en baño maría.
Un gotero (se puede utilizar una jeringa).
50 clavos galvanizados pequeños.
309
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Reactivos:
•
•
•
•
100 ml de tintura de yodo (se consigue en las farmacias).
10 gotas de blanqueador para ropa.
10 gotas de vinagre.
Agua.
Nota: Ten cuidado durante el calentamiento, ya que la tintura de yodo contiene alcohol y es inflamable.
Procedimiento:
1. Observa el aspecto y consistencia de los clavos y de la tintura de yodo. Después, coloca los clavos dentro de uno de los recipientes de vidrio y agrega tintura
de yodo, hasta cubrir la mayoría de ellos. Anota tus observaciones.
Material y reactivos
Aspecto
Consistencia
Clavos
Tintura de yodo
Clavos y tintura de yodo
3. En el recipiente metálico coloca agua suficiente para cubrir tres cuartas partes
de la altura del vaso o frasco que contiene los clavos y la tintura de yodo. Pon
todo a calentar a fuego moderado durante 15 minutos, pero evita que hierva; recuerda que la tintura de yodo contiene alcohol, por lo que debe evitar su contacto
directo con la flama.
4. Observa lo que ocurre con la disolución y registra tus observaciones.
Material y reactivos
Clavos y tintura de yodo al
fuego
310
Aspecto
Consistencia
Representas y operas reacciones químicas
4. Si observas algún cambio en la disolución, suspende el calentamiento, deja enfriar un poco y, con la ayuda de un trapo, retira el vaso del fuego. Transfiere la
disolución al otro recipiente de vidrio, pero evita que pasen los clavos.
5. Con el gotero agrega a la disolución unas gotas de blanqueador para ropa y observa qué sucede.
6. Lava el gotero y, posteriormente, agrega unas gotas de vinagre a la disolución,
hasta que observes algún cambio. Anota tus observaciones.
Con blanqueador
Con vinagre
Disolución
Con base en lo anterior responde las siguientes preguntas.
a) ¿Qué le ocurre al yodo de la disolución cuando se pone en contacto con los
clavos galvanizados? ¿Presenta algún cambio de color?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
b) ¿Cómo lo explicas?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
c) ¿Por qué es necesario utilizar clavos galvanizados?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________.
311
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
d) ¿Por qué se requiere calentar la disolución que contiene los clavos?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________.
e) ¿Qué le sucede al yodo? (se oxida o se reduce)
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________.
f) ¿Qué le ocurre a la disolución cuando se agrega el blanqueador? ¿Cómo lo
explicas?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
g) ¿Qué sucede al añadir el vinagre? ¿Por qué? Recuerda que el vinagre es un
ácido.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
h) ¿Cuál es el agente oxidante de la reacción que se lleva a cabo en la segunda
parte del experimento? ¿Cuándo se obtiene la disolución y se agrega cloro y
vinagre?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
312
Representas y operas reacciones químicas
i) Escribe tus conclusiones.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
Al final de la actividad podrás consultar en el apartado de respuestas un modelo de
solución para comparar tus resultados.
313
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Cierre del bloque VII
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una X en el nivel de avance
que tú consideras que has logrado a lo largo del bloque VII.
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente
49% o menos = No logré el aprendizaje
Nivel de avance
Contenidos curriculares
Conceptuales
Símbolos en las ecuaciones químicas
314
Tipos de reacciones químicas:
• Síntesis o adición
• Descomposición o análisis
• Sustitución o desplazamiento simple
• Sustitución o desplazamiento doble
Balanceo de ecuaciones químicas:
• Tanteo
• Óxido-reducción
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Representas y operas reacciones químicas
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Balanceas ecuaciones químicas por métodos
diversos.
Identificas y representas los diferentes tipos
de reacciones.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Reflexionas sobre las diferentes reacciones
controladas y no controladas por el hombre.
315
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
316
Representas y operas reacciones químicas
Instrumentos de evaluación
Rúbrica del mapa conceptual
Criterios
Excelente
Bueno
Suficiente
El mapa conceptual
cuenta con todos los
puntos solicitados.
El mapa conceptual
El mapa conceptual
contiene el 80%
contiene menos del 80% de
de los contenidos
los contenidos solicitados.
solicitados.
Jerarquización
El mapa conceptual
presenta los
conceptos
estructurados de
lo general a lo
particular en forma
descendente.
El mapa conceptual
no presenta
los conceptos
estructurados de
lo general a lo
particular en forma
descendente, pero
se puede visualizar
el tema central y
sus conceptos.
El mapa conceptual no
presenta los conceptos
estructurados, se nota que
no logra estructurar de lo
general a lo particular y es
confuso.
Palabras de enlace
o
conectores
Se hace uso de
palabras enlace
(conjunciones y
preposiciones).
Se hace uso de
una o dos palabras
enlace.
No utiliza palabras enlace.
Representación
gráfica
El mapa utiliza
adecuadamente las
representaciones
gráficas para
su elaboración:
rectángulos, elipses,
líneas descendentes.
El mapa utiliza
menos de 10
elementos gráficos
en su elaboración.
Hace uso de otros
elementos gráficos que
no son los requeridos en
la elaboración de mapas
conceptuales.
Presentación
Utiliza colores.
Se presenta con
limpieza.
No presenta faltas de
ortografía.
No incluye colores.
Tiene manchas o
está sucio.
Presenta una o dos
faltas de ortografía.
No utiliza colores.
Presenta más de tres
manchones o borrones y
está sucio.
Tiene tres o más faltas de
ortografía.
Contenido
317
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
Rúbrica del boletín informativo
Rúbrica de boletín informativo
Criterios
318
Excelente
Bien
Suficiente
Presentación
Respeta la calidad de
presentación (título,
fecha y autores).
Incluye referencias
bibliográficas.
Respeta los criterios
definidos en las
instrucciones y la letra
es legible y clara.
Respeta la calidad
de la presentación.
No incluye
referencias
bibliográficas.
Respeta los
criterios definidos
de presentación.
No respeta la calidad de la
presentación (no incluye
portada, no tiene nombre ni
fecha).
No incluye referencias
bibliográficas.
Respeta los criterios
definidos de presentación.
Contenido
informativo
Fundamenta
adecuadamente su
discusión con base
en la información
adquirida.
El contenido de
la información es
bueno pero no está
fundamentada en lo
que leyó.
La información es pobre
y no está fundamentada.
Se nota que no leyó la
información.
Conclusión
Breve. Puntualiza
los aspectos más
relevantes del tema.
Realiza una
conclusión
fundamentada.
Es suficiente la
información para
concluir pero es
extensiva.
No es suficiente la
información para concluir y
es extensiva.
Representas y operas reacciones químicas
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque VII
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en el
desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
Atributos
•
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios,
códigos y herramientas apropiados. •
5. Desarrolla innovaciones y propone
soluciones a problemas a partir de
métodos establecidos.
Nivel
de
avance
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
Identifica las ideas clave en un texto o
discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas.
•
Sigue instrucciones y procedimientos
de manera reflexiva, comprendiendo
cómo cada uno de sus pasos
contribuye al alcance de un objetivo.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
•
Identifica los sistemas y reglas o
principios medulares que subyacen a
una serie de fenómenos.
•
Construye hipótesis, diseña y aplica
modelos para probar su validez.
Continúa...
319
B
loque VII
Representas y operas reacciones químicas
•
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a
su relevancia y confiabilidad.
•
Estructura ideas y argumentos de
manera clara, coherente y sintética.
•
Define metas y da seguimiento a
sus procesos de construcción de
conocimiento.
•
Propone maneras de solucionar un
problema y desarrolla un proyecto en
equipo, definiendo un curso de acción
con pasos específicos.
•
Aporta puntos de vista con apertura
y considera los de otras personas de
manera reflexiva.
•
Asume una actitud constructiva,
congruente con los conocimientos y
habilidades con los que cuenta dentro
de distintos equipos de trabajo.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y relevancia
general, considerando otros puntos
de vista de manera crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
320
Representas y operas reacciones químicas
Competencias disciplinares
•
Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el
ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
•
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de
problemas cotidianos.
•
Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y
los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos
científicos.
•
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y
valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
321
Bloque VIII. Comprendes los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas
Bloque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor
y la velocidad de las reacciones químicas
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Introducción
Sin que te des cuenta, en tu organismo suceden infinidad de cambios químicos que
permiten a nuestro cuerpo vivir. En tu entorno ocurre lo mismo, por ejemplo, cuando
un camión avanza se está generando una reacción química, donde invariablemente
se trasfiere energía.
Te has preguntado ¿cuál es la energía que se manifiesta durante las reacciones químicas? ¿Por qué ocurre a diferente velocidad? ¿Y qué parte de la química estudia
estos fenómenos?
Casi todas las reacciones químicas implican una pérdida o una ganancia de energía. Para mediar este intercambio de calor entre productos y reactivos, se emplea
una magnitud termodinámica llamada entalpía, que se representa con la letra H.
En este bloque aprenderás sobre la entalpía de reacción y de formación, las reacciones exotérmicas y endotérmicas, y la velocidad de una reacción.
¿Qué competencias desarrollarás?
Competencias genéricas
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos
y herramientas apropiados.
Atributos
•
Toma decisiones a partir de la valoración de
las consecuencias de distintos hábitos de
consumo y conductas de riesgo.
•
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
•
Ordena información de acuerdo a categorías,
jerarquías y relaciones.
Identifica los sistemas y reglas o principios
medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
Construye hipótesis, diseña y aplica para
aprobar su validez.
5. Desarrolla innovaciones y propone solu- •
ciones a problemas a partir de métodos
establecidos.
•
•
6. Sustenta una postura personal sobre
temas de interés y relevancia general,
considerando otros puntos de vista de
manera crítica y reflexiva.
324
•
Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina
entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Reconoce los propios prejuicios, modifica sus
propios puntos de vista al conocer nuevas
evidencias, e integra nuevos conocimientos y
perspectivas al acervo con el que cuenta.
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
7. Aprende por iniciativa e interés propio a
lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera efectiva
en equipos diversos.
•
Define metas y da seguimiento a sus procesos
de construcción de conocimiento.
•
Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Asume una actitud constructiva, congruente
con los conocimientos y habilidades con los
que cuenta dentro de distintos equipos de
trabajo.
•
Competencias disciplinares
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas
cotidianos.
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones
humanas de riesgo e impacto ambiental.
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.
Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local,
nacional e internacional.
Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del
daño ambiental en un contexto global interdependiente.
Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación
al ambiente.
¿Con qué propósito?
Identificas los factores que intervienen en la velocidad de una reacción asociados
que están con el intercambio de calor, y el impacto que genera el consumismo en el
medio ambiente y en tu vida cotidiana.
325
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
¿Qué aprenderás y cómo?
Contenidos
curriculares
Descripción
Metodología
1.Entalpía
• Entalpía de reacción
• Entalpía de formación
Conceptuales
2. Reacciones exotérmicas y
endotérmicas
•
•
•
3. Velocidad de reacción
Identificas la entalpía de
reacción y de formación.
Distingues entre
exotérmico y endotérmico.
Reconoces los factores
que alteran la velocidad
de reacción.
4. Desarrollo sustentable
•
Procedimentales
•
•
•
Actitudinales
Distingues entre reacciones químicas
endotérmicas y reacciones químicas
exotérmicas, partiendo de los datos
de entalpía de reacción.
Explicas el concepto de velocidad de
reacción.
Calculas la entalpía de reacción a
partir de entalpías de formación.
Reflexionas la importancia de la química en nuestra vida cotidiana y los
riesgos que se corren al no conocer
las propiedades, características,
formas de reaccionar o de manejar
las sustancias que forman parte de
nuestro entorno.
•
•
•
•
Investigas sobre el desarrollo sustentable y los
riesgos en la ciencia y la
tecnología.
Resuelves ejercicios
prácticos.
Desarrollas una práctica.
Reflexionas a partir de la
actividad integradora.
A continuación, se presenta un esquema con el resumen de contenidos que debes
desarrollar a lo largo del bloque: todo el planteamiento está orientado al logro del
propósito. Es conveniente que no lo pierdas de vista, ya que te permitirá orientar tus
esfuerzos.
326
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
¿Qué tiempo vas a emplear?
Para el desarrollo del bloque VIII considera siete horas que podrás distribuir de la
siguiente manera: emplea cuatro horas para abordar los contenidos temáticos y tres
horas para llevar a cabo las actividades propuestas.
Evaluación del aprendizaje: productos
Realizarás diversas actividades a lo largo del bloque, por lo que es importante que
cuentes con un cuaderno de trabajo y que tengas la disposición para trabajar tanto
de forma individual como grupal.
En este bloque realizarás los siguientes productos de aprendizaje que pondrán de
manifiesto el desarrollo de tus competencias.
•
•
•
•
Evaluación diagnóstica
Ejercicios prácticos.
Investigación y exposición.
Práctica.
327
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
¿Con qué conocimientos cuentas?
Estás en el octavo y último bloque del curso de Química I y es importante recordar
lo que aprendiste con anterioridad.
Evaluación diagnóstica
Instrucciones: Responde individualmente a lo que se te pide a continuación, al
final compara tus respuestas con las de tus compañeros.
1. Clasifica las siguientes reacciones, colocando en los paréntesis el tipo de reacción que corresponda:
a) Síntesis o combinación
1) H2S
→
H2 + S
→
2) NaOH + Li
b) Descomposición
3) 2SO3
→
LiOH + Na
2S + 3O2
→ SnCl
4) Sn(NO3)4 + PbCl4
c) Sustitución simple
d) Sustitución doble
5) CaO + H2O
→
4
+ Pb(NO3)4
Ca(OH)2
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
6) Al2(SO4)3 + 2Bi
→
Bi2(SO4)3 + 2Al
(
)
7) Zn(NO2)2 + Cd
→
Cd(NO2)2 + Zn
(
)
(
)
8) CaS + MgSe
→
CaSe + MgS
2. Escribe la descripción de las siguientes ecuaciones químicas, utilizando el nombre de los elementos o compuestos y la simbología participante en la reacción.
H2 S
328
→
H2 + S
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
→
NaOH + Li
2SO3
→
Sn(NO3)4 + PbCl4
LiOH + Na
2S + 3O2
→
SnCl4 + Pb(NO3)4
3. Balancea por método redox o de tanteo la siguiente ecuación química:
HNO3 + SnO
→
SnO2 + NO + H2O
Al finalizar tu actividad consulta el apartado de retroalimentación para verificar tus
aciertos.
Si de la actividad anterior has respondido favorablemente 13 apartados considera
tu resultado como Bien, si has contestado correctamente de 10-12 como Regular
y menor a este parámetro considéralo como No suficiente y requieres reforzar el
conocimiento.
Bien
¿Cómo evalúas tus conocimientos previos?
Regular
No suficiente
Ahora que te has dado cuenta de tus fortalezas y oportunidades, refuerza tus conocimientos sobre los siguientes conceptos, consultando en fuentes de información
como libros de texto, diccionarios, revistas y otros materiales a tu alcance:
Energía, calor, entalpía, velocidad de reacción, endotérmica, exotérmica, colisión,
sustentabilidad.
Prepárate para introducirte al maravilloso mundo de la tabla periódica, pero antes
de iniciar responde las siguientes preguntas escribiendo dentro del paréntesis la
letra que corresponda.
329
B
loque VIII
(
(
S = Siempre
A = A veces
N = Nunca
(
(
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
) En un trabajo colaborativo donde varias personas emiten jui-
cios ,¿modificas tus puntos de vista al integrar nuevos conocimienrtos o ideas?
) Cuando identificas un problema en tu entorno es importante
que realices una investigación para poder dar soluciones con
fundamento para lo cual ¿consultas fuentes relevantes y emites juicios que aportan valor a tu comunidad?
) Las probables respuestas a un problema planteado en una
investigación se conocen como hipótesis. Ante una investigación o práctica de laboratorio, ¿comúnmente respondes a las
problemáticas con respuestas posibles?
) Cuando realizas tareas, proyectos, prácticas o actividades que
te llaman la atención, además de lo que tu libro te informa o tu
profesor te comenta ¿investigas por cuenta propia?
Siempre = Bien
¿Cómo evalúas tus competencias?
A veces = Regular
Nunca = No suficiente
Si al contestar, la respuesta que más se repite es S considera que tus competencias
están adquiridas, si la respuesta que más se repite es A y N estás en proceso para
su desarrollo.
330
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Para iniciar, reflexiona
Dentro de las actividades que realizamos cada día en nuestro contexto siempre ocurre una reacción química; en cocinas, automóviles, fábricas, atmósfera e incluso en
nuestro cuerpo están ocurriendo miles de reacciones químicas a cada instante. Por
consiguiente, te puedes dar cuenta de la importancia de las reacciones químicas;
por ejemplo, podemos citar que la humanidad ha utilizado reacciones químicas para
producir energía y constantemente estas reacciones evolucionan, iniciando con las
más rudimentarias como son la combustión de madera y carbón, hasta llegar a las
que tienen lugar en motores de autos, barcos, naves espaciales, etc., Asimismo,
estas reacciones van acompañadas de un desprendimiento o de una absorción de
energía. Pues bien, este bloque te permitirá comprender los procesos asociados
con el calor y la velocidad de las reacciones.
Aprende más
Entalpía
La termoquímica estudia los intercambios de energía que acompañan a las reacciones químicas; para expresar el calor liberado o absorbido en un proceso a presión
constante, los químicos utilizan una cantidad llamada entalpía que se representa
con el símbolo H. En la entalpía no se pretende conocer la energía de los productos
o los reactivos, sino el cambio de calor de reacción.
Hay varios tipos de entalpía dependiendo del momento del proceso en el que ocurren: la de reacción y la de formación.
Entalpía: cantidad de energía calorífica almacenada por una sustancia
representada con la letra H.
Entalpía de reacción
La entalpía de reacción (ΔH°r) es el calor que se absorbe o se desprende durante una reacción química, que se lleva a cabo bajo una presión constante.
331
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Para representar las trasferencias de calor que acompañan a cada cambio se utilizan ecuaciones químicas que incluyen el estado de agregación de cada sustancia y
la entalpía de la reacción ΔHr.
Por ejemplo, si tenemos combustión de propano:
C3H8(g) + 5O2(g)
→
3CO2(g) + 4H2O(g)
ΔH = +2200 KJ
En donde ΔH resulta de la comparación entre la entalpía de los productos menos la
entalpía de los reactivos: el signo que acompaña al valor numérico indica el sentido
de transferencia: los positivos indican reacciones endotérmicas y los negativos reacciones exotérmicas:
Reacción exotérmica. Libera energía y su calor de reacción es negativo por ser su
contenido energético mayor en los reactantes que en los productos.
Reacción endotérmica. Absorbe energía calorífica y su calor de reacción es positivo,
ya que en los productos tienen mayor contenido energético que en los reactantes.
La fórmula matemática para calcular la entalpía de una reacción es:
ΔH°r = ∑n ΔH°f(productos) − ∑mΔH°f(reactivos)
Donde:
ΔH°r = entalpía de reacción
ΔH°f = entalpía de formación
∑ = sumatoria
n y m = moles de cada uno de los productos
Entalpía de formación
La entalpía de formación (ΔH°f) es la variación de energía calorífica necesaria
para formar un mol de un compuesto, en condiciones de presión y temperatura
estándar, que son temperatura de 298 K (25 ºC) y presión de 100 kPa (~1 atm).
332
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Las entalpías de formación se reportan en tablas (ver apéndice 1 al final del libro) y
a partir de los datos obtenidas en ellas, se calcula matemáticamente el cambio de la
entalpía de las reacciones químicas.
ΔH°r = ∑n ΔH°f(productos) − ∑mΔH°f(reactivos)
La entalpía de formación de un elemento es cero por definición.
Ejemplo 1: Calcula las entalpías de reacción para las siguientes reacciones químicas:
1.C(grafito) + O2(g) → CO2(g)
C(grafito) + O2(g) → CO2(g)
∆Hf = 0
∆Hf = 0
∆Hf = −393.5 kJ/mol
Para los reactivos:
∑∆H°f(reactivos)= [ 1 mol × 0 + 1 mol × 0 ] = 0
Para los productos:
∑∆H°f(productos)= [ 1 mol x (−393.5 kJ/mol) ] = −393.5 kJ
∆H°r = ∑∆H(productos) − ∑∆H(reactivos)
∆H°r = −393.5 kJ − ( 0 kJ)
∆H°r = −393.5 kJ
∆H°r < 0 Reacción exotérmica
Ejemplo 2: Determina la entalpía de reacción para la siguiente ecuación química e
indica si es un proceso exotérmico o endotérmico.
1. Escribe la ecuación química balanceada:
H2SO4(l) + ZnO(s)
→
ZnSO4(s) + H2O(l)
2. Busca la entalpía de formación en el anexo 1:
333
B
loque VIII
∆Hf = −811.3
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
H2SO4(l) + ZnO(s)
→
∆Hf = −348.0
∆Hf = −978.6
ZnSO4(s) + H2O(l)
∆Hf = −285.8kJ/mol
Para los reactivos:
∑∆H°f(reactivos) = [ 1 mol × (−811.3 kJ/ mol) + 1 mol × (−348.0kJ/mol) ] = −1159.3 kJ
Para los productos:
∑∆H°f(productos) = [ 1 mol × (−978.6 kJ/mol) + 1 mol × (−285.8 kJ/mol) ] = −1264.4 kJ
∆H°r = ∑∆H(productos) − ∑∆H(reactivos)
∆H0r = −1264.4 kJ − (−1159.3 kJ)
∆H0r = −105.1kJ
∆H0r < 0 Reacción exotérmica
Aplica lo aprendido
Actividad 1
Instrucciones: Reúnete con uno de tus compañeros y utilizando la tabla de entalpías de formación que se encuentran en el apéndice 1 determina las entalpías de
reacción para las siguientes reacciones químicas:
1. Resuelve los siguientes ejercicios desarrollando procedimientos completos en tu
libreta, que evidencien el uso adecuado de las reglas de prioridad y asociatividad, así como el de operadores relacionales. Emplea la calculadora para estimar
la solución numérica para verificar los resultados obtenidos.
334
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
a)6CO2(g) + 6H2O(l)
b)N2(g) + 3H2(g)
→
→
C6H12O6(s) + 6O2(g)
ΔH°reacción = ________________
2NH3(g)
ΔH°reacción = ________________
c)C6H6(l) + 15O2(g)
→
12CO2(g) + 6H2O(l)
ΔH°reacción = ________________
d)CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
ΔH°reacción = ________________
e)H2SO4(l) + Zn(s)
→
ZnSO4(s) + H2(g)
ΔH°reacción = ________________
Al final consulta las respuestas correctas en el anexo al final del libro.
335
B
loque VIII
Aprende más
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Reacciones exotérmicas y endotérmicas
En todas las reacciones químicas se manifiestan cambios de energía que puede ser
absorbida o liberada en forma de calor, luz, electricidad y/o mecánica. Cuando una
reacción libera energía en forma de calor o energía térmica al entorno, se dice que
la reacción es exotérmica, y cuando la energía es extraída del entorno para que se
efectúe, la reacción es endotérmica.
Reacción química endotérmica
Reacción química exotérmica
Reacción química que absorbe calor.
Reacción química que libera calor.
La energía de los productos es mayor que
la energía de los reactivos.
La energía de los reactivos es mayor que la energía de los productos.
Se requiere energía para poder efectuarse.
La energía se desprende conforme se forman los
productos.
El calor de los alrededores debe fluir hacia
el sistema y el valor ΔH tiene un signo (+).
El calor fluye hacia afuera del sistema, es decir
hacia los alrededores y el valor ΔH tiene un signo
(−).
Aplica lo aprendido
Actividad 2
Instrucciones:
1. Concentra en el cuadro los resultados de la actividad 1 y determina si la reacción
es exotérmica o endotérmica.
336
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Entalpía de reacción
Tipo de reacción
a) ΔH°reacción =
b) ΔH°reacción =
c) ΔH°reacción =
d) ΔH°reacción =
e) ΔH°reacción =
2. Para las instrucciones siguientes determina si se trata de un proceso endotérmico
o exotérmico.
a) Se liberan 600 k.
b) Se requiere enfriar un cuarto de
materiales.
_____________
_____________
c) El nivel de energía de los
productos es menor que de los
reactivos.
_____________
d) Se requiere hornear un pan.
_____________
e) Se absorben 275 kJ.
_____________
Al final de tu actividad, revisa las respuestas correctas en el anexo del libro y compáralas.
337
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Reflexionemos sobre la actividades 1 y 2
¿De qué te das cuenta?
Para las industrias, es importante saber qué cantidad de calor se va a requerir para llevar a cabo una reacción química (proceso endotérmico), lo cual supone un costo económico para suministrar esa energía al sistema; y por otro
lado, si se desprende energía en el momento de transformarse los reactivos
en productos (proceso exotérmico) suponemos un costo de instalación; esto
nos determina si es necesario colocar un aislante al reactor para que alcance
altas temperaturas y, a su vez, aprovechar ese calor desprendido para otros
procesos.
Un ejemplo de lo anterior es la calefacción. ¿Puedes dar otro? Coméntalo
con tus compañeros.
Aprende más
Velocidad de reacción
La velocidad de las reacciones es variable, pues algunas son tan lentas como la
oxidación de los metales, y otras son tan rápidas como la del
magnesio, que al agregarle unas gotas de ácido clorhídrico
concentrado reacciona rápidamente transformándose en cloruro de magnesio, con desprendimiento de hidrógeno y calor.
La cinética química es la que se encarga del estudio de la rapidez con la que suceden las reacciones químicas. Conocer los
factores que la modifican nos permite controlar las condiciones
en las que se efectúan las reacciones y, con ello, tener un mayor rendimiento en la obtención de productos.
Para que reaccionen átomos, moléculas o iones (transfiriendo o compartiendo electrones de valencia) se debe cumplir con lo siguiente:
338
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
a) Suministrarles una cierta energía mínima llamada energía de activación.
b) Hacer contacto o una colisión suficiente para romper o debilitar sus enlaces, de
modo que las moléculas resultantes queden activas.
La energía cinética (de colisión) mínima que las moléculas reaccionantes deben
poseer se conoce como energía de activación y se abrevia Ea. La energía de activación para una reacción está en función del tipo específico de moléculas que participan. En el caso de las reacciones que se efectúan de manera instantánea cuando
se mezclan los reactivos, la energía de activación es baja; pero en las reacciones
que tardan, la energía de activación es elevada.
La colisión está controlada por la concentración y la temperatura. A mayor concentración de los reactivos, las partículas chocarán con mayor frecuencia. Un aumento
en la temperatura incrementa la frecuencia de colisión, porque las partículas se
mueven más rápido a temperaturas elevadas, lo que ocasiona que se contacten
más frecuentemente.
Colisión entre moléculas
La orientación es el arreglo y
la dirección de unas partículas
con otras en el momento de la
colisión.
Velocidad de reacción: es la relación del cambio de la concentración
molar de los reactivos o productos por unidad de tiempo.
La velocidad de reacción se expresa de la siguiente manera:
cambio en la concentración mol
V=
±
=
tiempo transcurrido
s
La velocidad de la reacción se ve afectada por diversos factores, entre los cuales
tenemos:
339
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Tamaño de partícula. La estados de agregación de los reactivos, (líquido-sólido,
líquido-gas o gas-sólido) y el tamaño de la partícula son factores que determinan la
velocidad de una reacción,;cuanto más pequeñas sean las partículas mayor será el
área superficial y permitirá un incremento en la frecuencia de colisiones.
Temperatura. En casi todos los casos, al elevar la temperatura de los reactivos, se
incrementa el movimiento de los átomos, las moléculas o iones y por lo tanto la probabilidad de colisión entre ellos, en otras palabras su velocidad de reacción.
Catalizadores. La velocidad de reacción se altera por el uso de catalizadores, aumentando la velocidad sin que sufran modificación permanente y se puedan recuperar al final de la reacción. Un catalizador funciona cambiando el mecanismo físico
normal de la reacción a un nuevo proceso, que requiere menos energía de activación. Esto significa que, a cualquier temperatura dada, más moléculas obtienen una
mínima energía de activación y reaccionarán.
Concentración. El aumento en la concentración de uno o más reactivos, normalmente aumenta la velocidad de reacción a un cierto grado, ya que habrá más moléculas para reaccionar por unidad de tiempo.
340
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
En estado gaseoso, al aumentar la presión, el volumen se reduce y obliga a los reactivos a acercarse entre sí, y así entran en contacto para desencadenar la reacción.
Aplica lo aprendido
Actividad 3
Instrucciones: De forma individual resuelve las siguientes actividades.
A. Elige la respuesta correcta en cada oración.
1. Bajar la temperatura a la que se produce una reacción...
a) Aumenta la velocidad.
b) Disminuye la velocidad.
c) Depende de los reactivos.
2. Añadiendo soluto a una solución...
a) Aumenta la velocidad.
b) Disminuye la velocidad.
c) Depende de los reactivos.
3. Desmenuzar un reactivo, si es sólido...
a) Aumenta la velocidad.
b) Disminuye la velocidad.
c) Depende de los reactivos.
4. Aumentar la concentración de los reactivos...
a) Aumenta la velocidad.
b) Disminuye la velocidad.
c) Depende de los reactivos.
341
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
5. Añadir disolvente a una solución...
a) Aumenta la velocidad.
b) Disminuye la velocidad.
c) Depende de los reactivos.
6. Usar un catalizador para la reacción...
a) Aumenta la velocidad.
b) Disminuye la velocidad.
c) Depende de los reactivos.
B. Elige la respuesta correcta en cada oración.
a) Se utiliza un conservador para detener el deterioro de cierto alimento causado, por la presencia de diferentes tipos de organismos.
(
) Tamaño de
partícula
b) Un alimento se guarda en el refrigerador para
evitar que se descomponga.
(
) Catalizador
c) Se aplica aire (oxígeno) con un cartón o secador de pelo para que encienda el carbón.
(
) Temperatura
d) La madera se convierte en aserrín para encender una fogata.
(
) Concentración
C. Indaga en tu comunidad algunos acontecimientos o sucesos donde muestres
la forma en la que la concentración, la temperatura, el uso de catalizadores y el
tamaño de partícula han influido en la velocidad de la reacción finaliza con las
conclusiones que tienes ante este tema. Por ejemplo, si dejas un trozo de fierro
a la intemperie seguro que se oxidará con el paso de los días.
Al final revisa las respuestas en el anexo que se encuentra al final del libro.
342
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Reflexionemos sobre la actividad 3
¿De qué te das cuenta?
La velocidad de las reacciones no es un tema nuevo y desde
nuestros antepasados ha habido necesidad de idear la conservación de
alimentos. Por ejemplo, te has preguntado ¿por qué la leche o la carne se
descomponen más rápido en lugares más calurosos que en lugares fríos?
¿O a qué se debe que una pastilla efervescente se disuelva en un vaso con
agua?
Aprende más
Desarrollo sustentable
“El desarrollo sustentable es aquel que satisface las necesidades del presente sin
poner en riesgo la habilidad de generaciones futuras de satisfacer las propias”.
Comisión Mundial para el Medio Ambiente y Desarrollo 1987
Como te habrás dado cuenta, todo el tiempo ocurren reacciones químicas a tu alrededor. Cuando el ser humano logró controlar las condiciones en las cuales se
realizan las reacciones químicas, se percató de que podría obtener muchas satisfacciones a sus necesidades.
Los avances en la Química y la tecnología han apoyado a la evolución de diversos campos del conocimiento. La humanidad se ha adaptado rápidamente a las
soluciones tecnológicas que la Química le viene ofreciendo: medicamentos, fibras
sintéticas y toda la variedad de nuevas sustancias con las cuales confeccionamos
vestidos y calzados, accesorios personales y de higiene, envases para alimentos,
objetos para el hogar, componentes de automóviles, electrodomésticos y computadoras, entre otros usos que damos a la gran variedad de materias primas intermedias que ofrece la industria química.
La tecnología, como un proceso creativo ha logrado que la humanidad gane el control sobre la naturaleza y alcance una existencia civilizada. Con esto, una gran parte
de la población del mundo ha mejorado su forma de vida. Sin embargo, nos hemos
343
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
percatado de que nuestros avances también han sido destructor y perjudiciales. La
contaminación de la atmósfera, la explotación irracional de los recursos, la contaminación terrestre por el uso de pesticidas amenazan la cadena alimenticia, y la salud
del hombre mismo; en tanto que los residuos de minerales de una gran variedad de
procesos industriales están contaminando las reservas subterráneas de agua.
Además, casi todas las reacciones químicas necesitan un catalizador que acelere
su velocidad de reacción para hacerla rentable, pero comúnmente los catalizadores
químicos son tóxicos, y una vez concluida la reacción hay que someterlos a diversos procesos para evitar la contaminación que producen al ser desechados. Por
otro lado, las reacciones químicas requieren generalmente el uso de altas temperaturas y esto supone un gasto de energía que no favorece al medio ambiente y que
dificulta la sustenibilidad global de tales procesos.
En esta era de tecnología, es importate que el desarrollo de productos químicos sea
seguro, que cumplan su función sin causar riesgos a la salud o al medio ambiente,
y en cuya manufactura se optimice el uso de los combustibles para disminuir la
emisión de gases tóxicos. Hay que reemplazar dichos recursos por energías alternativas como la energía solar o la eólica. Es necesario que tomemos conciencia y
seamos sensibles a ntelas necesidades ambientales.
Aplica lo aprendido
Actividad 4
Instrucciones: Reúnete con dos o tres compañeros, e investiguen y realicen un
cartel sobre los beneficios de promover el desarrollo sustentable, a partir de un
problema en tu comunidad. Para ello, elijan un tema de los que se sugieren a
continuación:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
344
Uso de fertilizantes industriales
Tala clandestina
Utilización de productos propios en beneficio de tu comunidad
Pesca excesiva
Protección de la capa de ozono
Consumo de materiales inorgánicos
Otro relacionado
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
También pueden entrevistar a diversas personas que conozcan del tema; tomen
evidencias con fotos, dibujen o recorten periódicos y/o revistas, e incluyan y consideren lo siguiente:
1. Título llamativo de no más de cuatro palabras
2.Autores
3. Información básica
4.Imágenes
5.Conclusión
Finalmente expongan su trabajo a los demás compañeros de clase y colóquenlo en
un lugar vistoso en su escuela o comunidad para compartirlo. Para apoyar tu actividad, consulta la rúbrica que se encuentra al final del bloque.
Actividad 5
Práctica
Instrucciones: Lleva a cabo cada uno de los experimentos y contesta las preguntas, al final realiza una conclusión del trabajo efectuado.
Objetivo: Reconoce la influencia de los factores que intervienen en la rapidez con
que se llevan a cabo las reacciones químicas.
Materiales
Experimento 1
Experimento 2
Manzana
Limón
Cuchillo
Pastilla efervescente
Cuatro vasos
Agua caliente
Agua fría
Reloj o cronómetro
Procedimiento
345
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Experimento 1
Experimento 2
1. En un vaso sirve el agua caliente y en el
otro el agua fría. Deben contener el mismo
volumen líquido.
1. Corta la manzana en dos mitades y haz lo
mismo con el limón.
2. Una de las mitades del limón exprímela
sobre una de las mitades de la manzana;
ten cuidado de esparcir bien para que toda
la superficie quede cubierta con el jugo de
limón.
3. Deja reposar ambas mitades de manzana
durante unas horas.
2. Vierte una pastilla efervescente en el vaso
de agua caliente y determina el tiempo que
dura la efervescencia con tu reloj o cronómetro. Anota el resultado.
3. Repite la operación utilizando el agua fría.
4. Prepara otros dos vasos con agua a temperatura ambiente. Nuevamente, ambos
con el mismo volumen de agua.
5. Pulveriza una pastilla y viértela en el vaso
del agua; anota el tiempo que dura la efervescencia.
6. Vierte la última pastilla ahora sin pulverizarla en el segundo vaso con agua.
Preguntas
Experimento 1
1. ¿Qué pasó con cada una de las mitades de
manzana?
2. ¿Por qué crees que sucede esto?
3. ¿Qué función tiene el jugo de limón en la
velocidad de reacción?
346
Experimento 2
1. ¿En cuál de las dos temperaturas se dio
más rápido la reacción?
2. ¿En cuál de las dos condiciones se dio
más rápida la reacción, con la pastilla entera o pulverizada?
3. ¿Por qué crees que ocurrió esto en cada
uno de los cuatro casos?
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Conclusiones generales:
Al final, consulta las respuestas para comparar el resultado obtenido.
347
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Cierre del bloque VIII
Recuerda revisar tu cuaderno de trabajo y verificar que cuentas con todas las actividades. No olvides poner nombre y número del bloque, número de la actividad y
fecha en la que la realizaste.
Reflexiona sobre lo aprendido
Lee detenidamente las preguntas y responde colocando una (X) en el nivel de avance que tú consideras que has logrado a lo largo del bloque VIII.
Interpretación del nivel de avance:
Interpretación del nivel de avance:
100 - 90% = Lo logré de manera independiente
89 - 70% = Requerí apoyo para construir el aprendizaje
69 - 50% = Fue difícil el proceso de aprendizaje y sólo lo logré parcialmente
49% o menos = No logré el aprendizaje.
Nivel de avance
Conceptuales
Contenidos curriculares
348
Entalpía:
• Entalpía de reacción
• Entalpía de formación
Desarrollo sustentable
• Reacciones exotérmicas y endotérmicas
• Velocidad de reacción
• Desarrollo sustentable
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Nivel de avance
Procedimentales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
49% o
menos
Distingues entre reacciones químicas
endotérmicas y reacciones químicas
exotérmicas, partiendo de los datos de
entalpía de reacción.
Explicas el concepto de velocidad de reacción.
Calculas entalpías de reacción a partir de
entalpías de formación.
Nivel de avance
Actitudinales
Contenidos curriculares
100-90%
89-70%
69-50%
Reflexionas la importancia de la química
en nuestra vida cotidiana y los riesgos que
se corren al no conocer las propiedades,
características, formas de reaccionar o
manejar las sustancias que forman parte de
nuestro entorno.
349
49% o
menos
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Una vez que hayas leído las siguientes preguntas, responde en forma breve en las
líneas correspondientes:
1. ¿Cuáles han sido los aprendizajes más significativos en este bloque y por qué?
2. ¿Cómo puedes utilizar lo aprendido de manera inmediata en el presente y futuro?
3. ¿Cómo asocias lo aprendido en beneficio de tu comunidad y a qué te compromete?
Recuerda que las respuestas deberás integrarlas a tu cuaderno, anotando
número del bloque, número de la actividad y fecha en la que la realizaste.
350
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Instrumentos de evaluación del bloque VIII
Rúbrica para la elaboración del cartel
La presente rúbrica te servirá para que realices el cartel; al concluirlo vuelve a este
apartado y realiza la autoevaluación, verificando que hayas cumplido con los criterios e indicadores señalados.
Rúbrica de cartel
Criterios
Indicadores
Muy bien
10
Bien
9-8
Regular
7-6
Deficiente
5-0
Presentación
Está realizado con
limpieza.
Tiene claridad en la
escritura, sin faltas
de ortografía.
Tiene título del
tema, formado con
cuatro palabras.
Contiene el nombre
del autor.
Está realizado
con limpieza.
Tiene dos faltas
de ortografía,
pero con claridad
en la escritura.
Tiene título del
tema formado
con cuatro
palabras.
Contiene el
nombre del autor.
Tiene manchas o
está sucio.
Tiene de dos a
cuatro faltas de
ortografía.
No tiene el título del
tema.
No tiene el nombre
del autor.
Está sucio,.
incompleto y con
más de cuatro faltas
de ortografía.
No tiene el título del
tema.
No tiene el nombre
del autor.
Investigación
El contenido
de información
referente al tema
está completo. Usa
palabras clave. Es
ordenado y de fácil
lectura para sus
compañeros.
La información
está incompleta.
Usa palabras
clave. El cartel
está ordenado
pero es
complicado en su
lectura.
La información está
incompleta. No usa
palabras clave.
Está ordenado pero
es complicado su
lectura.
La información no es
la correcta.
No usa palabras
clave. No tiene
orden. Y no
se entiende la
explicación del tema.
Creatividad
Se usaron colores,
y diferentes materiales.
Se resaltaron
ideas principales.
Tiene esquemas y
dibujos.
Se usaron
colores.
No se resaltaron
ideas principales.
Tiene pocos
esquemas o
dibujos.
Se usaron dos
colores o uno.
No resaltaron ideas
principales. No
tiene esquemas ni
dibujos.
No se usaron
colores, y diferentes
materiales.
No resaltaron ideas
principales.
No tiene dibujos o
gráficos.
Explica el cartel.
Conoce el tema y
contesta todas las
preguntas referentes al cartel.
Explica el cartel.
Conoce el
tema. Contesta
sólo algunas
preguntas
referentes al
cartel.
Explica vagamente
el cartel.
Conoce vagamente
el tema.
Contesta sólo
algunas preguntas
referentes al cartel.
No puede explicar el
cartel.
No conoce el tema.
No contesta las preguntas.
Exposición
o
Explicación
351
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Registro del avance
Competencias genéricas y disciplinares del bloque VIII
Instrucciones: Al concluir el bloque registra el nivel de avance que lograste en el
desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares. Utiliza la siguiente escala:
A = Alto (Desarrollada)
M = Medio (Está en vía de desarrollo)
B = Bajo (No la he desarrollado)
Competencias genéricas
3. Elige y practica estilos de vida
saludables.
Atributos
•
Toma decisiones a partir de la
valoración de las consecuencias
de distintos hábitos de consumo y
conductas de riesgo.
•
Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
•
Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
4. Escucha, interpreta y emite mensajes
pertinentes en distintos contextos
mediante la utilización de medios,
códigos y herramientas apropiados. •
•
Nivel
de
avance
Identifica los sistemas y reglas o
principios medulares que subyacen a
una serie de fenómenos.
Construye hipótesis, diseña y aplica
modelos para probar su validez.
Continúa...
352
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
•
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y relevancia
general, considerando otros puntos
de vista de manera crítica y reflexiva. •
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
Elige las fuentes de información más
relevantes para un propósito específico
y discrimina entre ellas de acuerdo a
su relevancia y confiabilidad.
Reconoce los propios prejuicios,
modifica sus propios puntos de vista al
conocer nuevas evidencias, e integra
nuevos conocimientos y perspectivas
al acervo con el que cuenta.
•
Define metas y da seguimiento a
sus procesos de construcción de
conocimiento.
•
Aporta puntos de vista con apertura
y considera los de otras personas de
manera reflexiva.
•
Asume una actitud constructiva,
congruente con los conocimientos y
habilidades con los que cuenta dentro
de distintos equipos de trabajo.
353
B
loque VIII
Comprendes los procesos asociados con el calor y la
velocidad de las reacciones químicas
Competencias disciplinares
•
Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su
vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
•
Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
•
Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
•
Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
•
Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
•
Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de
problemas cotidianos.
•
Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y
valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.
•
Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
•
Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los
ámbitos local, nacional e internacional.
•
Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y
sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente.
•
Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo
con relación al ambiente.
Nivel de
avance
Al completar la tabla preséntala a tu profesor y valoren los avances
registrados.
354
355
Glosario
• Acróstico: conjunto de letras, que leídas verticalmente forman un nombre o una
frase.
• Dipolo: molécula donde el centro de las cargas positivas no coincide con el de
las cargas negativas, debido a un desplazamiento de los electrones hacia el polo
negativo de la molécula, con lo cual se genera una molécula con dos polos, uno
positivo y otro negativo.
• Electrólisis: uso de electricidad en las células donde se producen reacciones
de óxido-reducción.
• Entalpía: cantidad de energía calorífica almacenada por una sustancia representada con la letra H.
• Falible: que se puede llegar a crear conocimientos erróneos, pero ciertos según
las condiciones históricas y sociales en las que se producen.
• Fuerza Interiónica: fuerza en enlaces iónicos, entre cationes y aniones.
• Función de onda: representación del estado físico de un sistema de partículas.
• Isótopos: átomos de un mismo elemento con igual número atómico, pero diferente número de neutrones en su núcleo y, por lo tanto, su masa atómica es
distinta.
• Ley de Boyle: describe la relación inversamente proporcional que existe ente la
presión y el volumen de un gas, si se mantiene constante la temperatura en un
sistema cerrado.
• Método Científico: proceder estructurado mediante el cual se aspira a encontrar respuestas a problemas específicos.
• Modelo científico: representación conceptual, gráfica o visual de un fenómeno,
sistema o proceso.
• Número cuántico: parámetro asociado con magnitudes numéricas que ayudan
a determinar la distribución de los electrones en un átomo.
• Partícula subatómica: partícula más pequeña que el átomo. Las tres partículas
fundamentales son el electrón, el protón y el neutrón.
• Plasma: materia gaseosa fuertemente ionizada, con igual número de cargas
eléctricas libres positivas y negativas.
• Pseudocientífico: cualquier conjunto de conocimientos, métodos, creencias o
prácticas que, alegando ser científicas, en realidad no se rigen por el método
científico.
• Punto de fusión: temperatura a la que el elemento cambia de la fase sólida a
la líquida.
• Reactivo: sustancia que sufre una reacción química y se transforma en otra
nueva.
• Semirreacción: implica la pérdida de electrones de un compuesto, y en este
caso el compuesto se oxida, mientras que en la otra semirreacción el compuesto
se reduce, es decir, gana los electrones: uno actúa como oxidante y el otro como
reductor.
• Transuránicos: elementos químicos con número atómico mayor que 92.
• Transuránidos: significa más allá de uranio.
• Valencia: número entero que se utiliza para describir la capacidad de combinación que tienen los átomos.
• Velocidad de reacción: es la relación del cambio de la concentración molar de
los reactivos o productos por unidad de tiempo.
356
Apéndice 1
Datos termodinámicos selectos a 1 atm y 25°C
Sustancias inorgánicas
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Ag(s)
0
C(grafito)
0
Ag+(ac)
105.9
C(diamante)
1.9
AgCl(s)
-127.0
CO(g)
-110.5
AgBr(s)
-99.5
CO2(g)
-393.5
AgI(s)
-62.4
CO2(ac)
-412.9
AgNO3
-123.1
CO3-2(ac)
-676.3
HCO3ˉ(ac)
-691.1
Al(s)
0
H2CO3(ac)
-699.7
Al+3(ac)
-524.7
CS2(g)
115.3
Al2O3(s)
-1669.8
CS2(l)
87.9
HCN(ac)
105.4
As(s)
0
CNˉ(ac)
151.0
AsO4-3(ac)
-870.3
CO(NH2)2(s)
-333.19
AsH3(g)
171.5
CO(NH2)2(ac)
-319.2
H3AsO4(s)
-900.4
Ca(s)
0
Au(s)
0
Ca+2(ac)
-542.96
Au2O3(s)
80.8
CaO(s)
-635.6
AuCl(s)
-35.2
Ca(OH)2(s)
-96.6
AuCl3(s)
-118.4
CaF2(s)
-1214.6
CaCl2(s)
-794.96
B(s)
0
CaSO4(s)
-132.69
B2O3(s)
-1263.6
CaSO3(s)
-1206.9
H3BO3(s)
-1087.9
Cd(s)
0
H3BO3(ac)
-1067.8
Cd+2(ac)
-72.38
357
Apéndice 1
Sustancias inorgánicas
358
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Ba(s)
0
CdO(s)
-254.6
Ba+2(ac)
-538.4
CdCl2(s)
-389.1
BaO(s)
-558.2
CdSO4(s)
-926.17
BaCl2(s)
-860.1
Cl2(g)
0
BaSO4(s)
-1464.4
Clˉ(ac)
-167.2
BaCO3(s)
-1218.8
HCl(g)
-92.3
Be(s)
0
Co(s)
0
BeO(s)
-610.9
Co+2(ac)
-67.36
Br2(l)
0
CoO(s)
-239.3
Brˉ(ac)
-120.9
Cr(s)
0
HBr(g)
-36.2
HgSO4(s)
-704.17
Cr+2(ac)
-138.9
Hg2SO4(s)
-741.99
Cr2O3(s)
-1128.4
I2(s)
0
CrO4-2(ac)
-863.16
Iˉ (ac)
55.9
Cr2O7-2(ac)
-1460.6
HI(g)
25.9
Cs(s)
0
K(s)
0
Cs+(ac)
-247.69
K+(ac)
-251.2
Cu(s)
0
KOH(s)
-425.85
Cu+(ac)
51.88
KCl(s)
-435.87
Cu2+(ac)
64.39
KClO3(s)
-391.20
CuO(s)
-155.2
KClO4(s)
-433.46
Cu2O(s)
-166.69
Apéndice 1
Sustancias inorgánicas
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
CuCl(s)
-134.7
KBr (s)
-392.17
CuCl2(s)
-205.85
KI (s)
-327.65
CuS(s)
-48.5
KNO3(s)
-492.7
CuSO4(s)
-769.86
Li(s)
0
F2(g)
0
Li+(ac)
-278.46
Fˉ (ac)
-391.1
Li2O(s)
-598.5
HF(g)
-268.6
LiOH(s)
-487.2
Fe(s)
0
Mg(s)
0
Fe+2(ac)
-87.86
Mg+2(ac)
-461.96
Fe+3(ac)
-47.7
MgO(s)
-601.8
Fe2O3(s)
-822.2
Mg(OH)2(s)
-924.66
Fe(OH)2(s)
-568.19
MgCl2(s)
-641.8
Fe(OH)3(s)
-824.25
MgSO4(s)
-1278.2
H(g)
218.2
MgCO3(s)
-1112.9
H2(g)
0
Mn(s)
0
H+(ac)
0
Mn+2(ac)
-218.8
OH ˉ(ac)
-229.94
MnO2(s)
-520.9
H2O(g)
-241.8
N2(g)
0
H2O(l)
-285.8
N3ˉ(ac)
245.18
H2O2(l)
-187.6
NH3(g)
-46.3
Hg(l)
0
NH4 +(ac)
-1328
NH4Cl(ac)
-315.39
NH3(ac)
-366.1
Hg+2(ac)
HgO(s)
-90.7
359
Apéndice 1
Sustancias inorgánicas
360
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
HgCl2(s)
-230.1
N2H4(l)
50.4
HgCl(s)
-264.9
NO(g)
90.4
HgS(s)
-58.16
NO2(g)
33.85
N2O4(g)
9.66
PtCl4-2(ac)
-516.3
N2O(g)
81.56
Rb(s)
0
HNO2(ac)
-118.8
Rb+(ac)
-246.4
HNO3(l)
-173.2
S (rómbico)
0
NO3ˉ(ac)
-206.57
S (monoclínico)
0.30
Na(s)
0
SO2(g)
-296.1
Na+(ac)
-239.66
SO3(g)
-395.2
Na2O(s)
-415.89
SO3-2(ac)
-624.25
NaCl(s)
-411.0
SO4-2(ac)
-907.5
NaI(s)
-288.0
H2S(g)
-20.15
Na2SO4(s)
-1384.49
HSO3ˉ(ac)
-627.98
NaNO3(s)
-466.68
HSO4ˉ(ac)
-885.75
Na2CO3(s)
-1130.9
H2SO4(ac)
-811.3
NaHCO3(s)
-947.68
SF6(g)
-1096.2
Ni(s)
0
Se(s)
0
Ni+2(ac)
-64.0
SeO2(s)
-225.35
NiO(s)
-244.35
H2Se(g)
29.7
Ni(OH)2(s)
-538.06
Si(s)
0
O(g)
249.4
SiO2(s)
-859.3
O2(g)
0
O3(ac)
-12.09
Apéndice 1
Sustancias inorgánicas
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
Sustancia
∆H°f(kJ/mol)
O3(g)
142.2
Sr(s)
0
P (blanco)
0
Sr+2(ac)
-545.5
P (rojo)
-18.4
SrCl2(s)
-828.4
PO4-3(ac)
-1284.07
SrSO4(s)
-1444.74
P4H10(s)
-3012.48
SrCO3(s)
-1218.38
PH3(g)
9.25
W(s)
0
HPO4ˉ2(ac)
-1298.7
WO3(s)
-840.3
H2PO4ˉ(ac)
-1302.48
WO4ˉ(ac)
-1115.45
Pb(s)
0
Zn(s)
0
Pb+2(ac)
1.6
Zn+2(ac)
-152.4
PbO(s)
-217.86
ZnO(s)
-348.0
PbO2(s)
-276.65
ZnCl2(s)
-415.89
PbCl2(s)
-359.2
ZnS(s)
-202.9
PbS(s)
-94.3
ZnSO4(s)
-978.6
PbSO4(s)
-918.4
Pt(s)
0
361
Sustancias
Sustancias orgánicas
Fórmula
∆H°f (kJ/mol)
Ácido acético (l)
CH3COOH
-484.2
Acetaldehído (g)
CH3CHO
-166.35
Ácido fórmico (l)
HCOOH
-409.2
Acetileno (g)
C 2H 2
226.6
Acetona (l)
CH3COCH3
-246.8
Benceno (l)
C 6H 6
49.04
Etano (g)
C 2H 6
-84.7
Etanol (l)
C2H5OH
-276.98
Etileno (g)
C 2H 4
52.3
Glucosa (s)
C6H12O6
-1274.5
Metano (g)
CH4
-74.85
Metanol (l)
CH3OH
-238.7
Sacarosa (s)
C12H22O11
-2221.7
Apéndice 2
Retroalimentación de las actividades
Bloque I
Evaluación diagnóstica
Nombre
Sugerencias de palabras relacionadas con ciencia y con química
A
Átomo, agua, ácido, alcano, alcohol, aislante…
B
Bromo, balance, base, bario…
C
Cromo, calor, cobalto, catalizador, catión, cátodo…
D
Densidad, difusión, dureza, disolución, Dalton…
E
Einstein, ebullición, electrón, enlace, energía…
F
Fusión, fase, flúor, fórmula, fusión…
G
Germanio, grupo, gas, gravedad…
H
Halógenos, hidrocarburo, helio, heterogéneo…
I
Ion, indicador, Indio, inerte, isótopo…
J
Joules, jabón...
K
Kelvin, kilocalorías…
L
Lantano, litio, longitud de onda…
M
Masa, metaloide, Mendeleiv, mezcla…
N
Niobio, neutrón, no metal…
O
Óxido, órbitas, ósmosis…
P
Platino, protón, piedra filosofal, pH, polímero…
Q
Química inorgánica, Química orgánica, quantum.
R
Rutenio, reacción, radio atómico, radiactividad...
S
Selenio, sal binaria, solución, spin…
T
Temperatura, telurio, Thompson, teoría…
U
Uranio, ultravioleta, unidad de masa atómica…
V
Vanadio, velocidad de reacción, viscosidad…
W
Wolframio...
X
Xenón...
Y
Yodo, yoduro yodoformo...
Z
Zinc...
363
Apéndice 2
Actividad 1
Actividad 2
364
Apéndice 2
Ejemplo de participación: considero que en mi comunidad la quema indiscriminada de los campos
secos constituye un problema ambiental, esta práctica se realiza desde hace mucho tiempo y para
concientizar a la población considero realizar campañas con las personas mayores para que en lugar
de quemar las hiervas secas, se reciclen mezcladas con abonos naturales y se aprovechen mejor.
Actividad 3
Propuesta de respuestas a las preguntas:
¿Cuál es la idea principal del párrafo?
Cómo surgió el ácido salicílico y cómo se mejoró.
¿A partir de qué inquietud surge la idea del investigador de esta historia?
De que el ácido salicílico tenía un sabor desagradable y ocasionaba daños gastrointestinales como
reacciones secundarias.
¿Cuál crees que haya sido su hipótesis?
La acetilación del ácido acético disminuye la irritación intestinal y le quita el desagradable sabor
amargoso
¿Cómo se realizó su experimentación?
En un laboratorio, primero se administró la sustancia en animales y después en humanos.
¿Crees que hayan tenido un análisis de resultados? Sí ¿por qué? Porque una vez recopilados todos
los datos experimentales, estableció una relación entre las variables, las cuales se compararon e
interpretaron, se analizaron los datos y pudo emitir resultados.
¿A qué conclusiones llegaron?
Que efectivamente la acetilación del ácido salicílico disminuye los efectos secundarios.
Actividad 4
Experimento y aplicación del método científico.
¿Qué te imaginas que va a pasar al cabo de dos ó tres días?
Las papas cambian de color, aumentan o disminuyen su tamaño. El agua también cambia de color y
probablemente tengan un olor desagradable.
Hipótesis
La exposición de las papas en un medio salino ocasiona deshidratación.
Planteamiento del
problema
¿Qué efecto produce la exposición de las papas en agua salada?
Variables
Agua con sal.
Agua sin sal.
Tiempo de exposición de las papas en el agua, ya sea con sal o sin ella.
Resultados
Los obtienes hasta terminar el experimento.
365
Apéndice 2
Objetivo
Aplicar el método científico a través de un experimento.
Resultados y
conclusiones
De acuerdo a tus variables.
¿Estos materiales se relacionan con la Química?
Sí, sal (NaCl), agua ( H2O) y papas ( CHON).
Compuestos que forman las papas, qué elementos tienen el agua y la sal.
Papas
Agua
Sal
Carbono, hidrógeno, oxígeno,
potasio y fósforo
Hidrógeno y oxígeno
Cloruro de sodio
Almidón, ácido ascórbico, B1,
B6, niacina
Bloque II
Evaluación diagnóstica
Respuestas al crucigrama.
Vertical:
2.Compuesto
3.Cinética
4.Materia
6.Eólica
Horizontal:
1.Condensación
5.Energía
7.Física
366
Apéndice 2
Actividad 1
Clasificación de las palabras.
Elemento
Aluminio
Cobre
Sodio
Mercurio
Compuesto
Mezcla homogénea
Mezcla heterogénea
Sal de mesa
Gasolina
Agua
Agua de limón
Madera
Papel
Aire
Refresco
Solución salina
Palomitas de maíz
Leche con cereal
Aceite con agua
Actividad 2
El siguiente ejemplo es una propuesta que te podrían orientar al momento de hacer tu collage.
367
Apéndice 2
Actividad 3
Clasificación de las propiedades del hierro:
Propiedades del hierro
Físicas
Químicas
Gris plateado
Buen conductor de electricidad
Es dúctil y maleable
Punto de fusión 1528 °C
Punto de ebullición 2735 °C
Arde con el oxígeno
Se corroe lentamente
Se combina con los no metales
Al unirse con oxígeno forma óxido
Buen agente reductor
Respuestas al cuadro para discusión:
Efecto
Sí
¿Varía su volumen?
x
¿Varía el color?
No
¿Por qué?
Porque varía el ancho, largo y alto.
x
Por más que la cortes, siempre tendrá el
mismo color.
¿Varía su densidad?
x
Ya que tiene relación con su volumen y masa.
¿Varía su masa?
x
Porque tiene diferentes tamaño.
¿Varía su composición?
x
Tiene la misma composición aunque se corte
en pedazos pequeños.
Actividad 4
1. Clasificación de propiedades y explicación de los cambios:
Cambios físicos
Cambios químicos
Ebullición del agua, cambia el estado de
líquido a gas.
Digestión de alimentos, porque éstos se
transforman o degradan.
Derretir cera, de sólido a líquido.
Encender un cerillo por la combustión.
Hornear un pastel, ya que pasa de líquido a
sólido.
Corrosión del metal por la oxidación.
Cambio de coloración de una manzana por la
oxidación.
Hornear un pastel porque se desnaturalizan
proteínas y sufren cambios químicos algunos de
sus componentes.
2. Ejemplos de elementos en la vida cotidiana y descripción de su proceso de transformación:
368
Apéndice 2
Agua: cuando pasa por su estado líquido, sólido y gaseoso (físico) y dentro del organismo (químico).
Leche: cuando hacemos quesos, pasa de líquido a sólido (físico) y cuando las proteínas se desnaturalizan por la ebullición (químico).
Gelatina: cuando la preparas es líquida y pasa a sólida (físico), necesita de la ebullición para poder
diluirse (químico).
Pastel: cuando lo preparas de líquido a sólido (físico) y cuando los horneas pasan por cambios (químico) algunos de sus componentes.
Sudar: porque es sólido en tu cuerpo, liquido cuando logras ver tus gotas de sudor y gaseoso cuando
se evapora (físicos). Además desechas sustancias que tu cuerpo no necesita (químicos).
3. Respuestas a la tabla de identificación de cambios:
a)Físico
b)Físico
c)Físico
d)Físico
e)Físico
f)Físico
g)Físico
h)Químico
i)Químico
j)Químico
Actividad 5
Respuestas a las preguntas planteadas:
a)
Fuente: http://habitat.aq.upm.es/boletin/n37/i2appri.jpg
d) 113 millones de mexicanos. La demanda de electricidad ha crecido de forma constante durante
369
Apéndice 2
la última década y se prevé que dicho consumo crecerá un 4,8% al año durante los próximos 10
años, llegando a 304,7 TWh en 2015.
TWh: es una unidad de energía eléctrica, 1012 vatios-hora.
c) Los hidrocarburos continúan siendo la principal fuente de energía del país en la producción y
consumo final.
d) El uso de fuentes renovables de energía, tales como la mini hidráulica, solar, eólica y biomasa,
entre otras, han tenido una participación modesta en la producción total de energía eléctrica. Se
estima que la energía primaria eléctrica producida por fuentes renovables en el año 2000 (hidroenergía, geoenergía y eólica) totalizó 405.716 petajoules, 42% del total de la energía primaria
producida, sin embargo, dadas las características del clima y en general de las condiciones físicas del país, su desarrollo a largo plazo se considera indispensable y viable. A continuación se
presenta una breve descripción de las más importantes:
Mini hidroeléctrica: el potencial hidráulico aprovechable en México es considerable aunque su aprovechamiento es bajo y se concentra principalmente en el sur del país, donde los recursos acuíferos
son abundantes. La proporción de este tipo de energía para fines públicos es nula.
Energía eólica: Energía obtenida a través de turbinas eólicas que convierten la energía cinética
del viento en electricidad por medio de un aerogenerador. Entre las principales zonas con mayor
potencial de viento (con niveles de potencia mayores o iguales a los 100 W/m2), destacan: el Istmo
de Tehuantepec, noroeste de Quintana Roo, centro-sur de Zacatecas y límite noroeste del Valle de
México.
Energía solar: para la explotación de esta fuente de energía se dispone de sistemas fototérmicos y
fotovoltaicos. Los sistemas fototérmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un
fluido de trabajo; el calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los sistemas fotovoltaicos convierten
directamente parte de la energía de la luz solar en electricidad. Dada la ubicación geográfica y las
características climatológicas del país, se puede aprovechar este tipo de energía en la mayor parte
del territorio.
Biomasa: la energía de la biomasa se obtiene de la vegetación, cultivos acuáticos, residuos forestales y agrícolas, urbanos, desechos animales, etcétera, a través de la combustión directa, o bien, a
través de procesos biológicos, tal como la producción de alcohol a partir de productos celulosos. Las
fuentes de biomasa se pueden clasificar como primarias (recursos forestales) y secundarias (básicamente los residuos como aserrín, residuos de las hojas de árboles, los agrícolas y los urbanos).
En México se comienza a tener una mayor conciencia del potencial que ofrece el aprovechamiento
de residuos, principalmente urbanos, dados los volúmenes que se manejan en las grandes ciudades
del país.
Fuente: pp1.semarnat.gob.mx/dgeia/estadisticas_2000/compendio_2000/02dim_economica/02_06_Energia_mineria/data_
energia/RecuadroII.6.1.1.htm
2. Propuesta de la información investigada (caso Chernobyl)
Medidas de seguridad de las plantas nucleoeléctricas:
•
•
370
Diseño adecuado de la instalación nuclear.
Capacitación de los recursos humanos en el adecuado manejo y toma de decisiones. Con esto
Apéndice 2
•
•
•
obtener una explotación segura.
Tener una cultura de seguridad en el personal y la organización.
Seguridad operacional.
Evaluación y supervisión constante de personal capacitado en base a reglamentaciones establecidas.
Fuente: http://www.iaea.org/Publications/Factsheets/Spanish/safetynuclinstall_sp.pdf
El accidente se produjo el 26 de abril de 1986 cuando los técnicos de la central efectuaban pruebas
con un sistema eléctrico de control de uno de los reactores. El accidente se desencadenó por una
combinación de defectos de diseño del reactor y negligencias por parte de los operadores: se habían
desconectado los mecanismos de seguridad y el reactor funcionaba en condiciones inadecuadas e
inestables, una situación que propició una subida de potencia imposible de controlar.
Esto condujo a una vorágine de acontecimientos que se tradujo en una serie de explosiones e incendios que destruyeron por completo el reactor, ocasionaron grandes daños al edificio que lo contenía y provocaron la emisión al medio ambiente de enormes cantidades de material radiactivo y la
formación de una nube radiactiva que se expandió por una buena parte Europa. Tras el accidente,
unas 600 mil personas han participado tanto en los servicios de emergencia como en las tareas de
contención, limpieza y restablecimiento, aunque sólo unos pocos se han visto expuestos a niveles
peligrosos de radiación. Los que recibieron las mayores dosis de radiación fueron el personal de la
central y los miembros de los equipos de emergencia presentes en el lugar del accidente durante
los primeros días del suceso (aproximadamente 1.000 personas). En la actualidad, más de cinco
millones de personas viven en zonas que se consideran ‘contaminadas’ con material radiactivo,
procedente del accidente de Chernóbil. El área más cercana al emplazamiento del reactor quedó
muy contaminada y las 116.000 personas que vivían en ella fueron evacuadas poco después del
accidente.
Fuente: http://www.greenfacts.org/es/chernobil/
3. Ejemplo que te puede orientar para hacer tu mapa mental:
371
Apéndice 2
Actividad 6
Práctica: más frío que el frío
Propuesta de hipótesis: Sí, la temperatura es un factor determinante para el cambio del estado físico
del agua.
Ejemplo de observaciones a registrar:
Agua
Cambios físicos
Cambios químicos
En grados centígrados
En grados centígrados
Variable dependiente
Variable independiente
Agua
Temperatura
Sal
Hielo
Propuesta de conclusión con base en tus resultados e hipótesis planteada: Sí, de acuerdo con lo
observado, la temperatura es determinante para el cambio físico del agua, a menor temperatura
mayor probabilidad de solidificarse y a mayor temperatura mayor probabilidad de evaporarse.
Bloque III
Evaluación diagnóstica
1. Respuestas:
Materia: b)
Mezclas: c)
Estados de agregación: b)
Átomo: a)
2. Ejemplo de descripción de las imágenes:
A. Es un átomo formado por un núcleo cargado positivamente, en la superficie tiene cargas negativas.
B. El átomo es sólo una esfera sin cargas.
C. Hay órbitas girando alrededor de partículas (núcleo) en las órbitas hay cargas.
372
Apéndice 2
Respuestas a la preguntas:
a) En los tres casos hay esferas.
b) Las esferas son de diferente tamaño, en el primer caso se pueden observar cargas positivas
y negativas, en el tercero tiene órbitas como nuestro Sistema Solar, y el segundo es algo muy
simple, sólo una esfera.
Actividad 1
Relación de paréntesis:
(
(
(
(
(
(
(
(
a
b
c
a
a
b
c
c
) Se localiza en la corteza del átomo.
) Tiene carga positiva.
) Se localiza en el núcleo y no tiene carga eléctrica.
) Su símbolo es e−.
) Es la partícula con masa más pequeña.
) Se encuentra en el núcleo y su símbolo es p+.
) Su masa es casi igual a la del protón.
) Su símbolo es n°.
Actividad 2
1.
Elemento
Símbolo
Z
A
p+
n°
e−
Fósforo
P
15
31
15
16
15
Cloro
Cl
17
35
17
18
17
Oro
Au
79
197
79
118
79
Plomo
Pb
82
207
82
125
82
Plata
Ag
47
108
47
61
47
Potasio
K
19
39
19
20
19
Magnesio
Mg
12
24
12
12
12
373
Apéndice 2
2. Masa atómica de los elementos:
a)
Isótopo
Abundancia
Masa del
isótopo
C-12
98.893 %
12
C-13
1.107 %
13
12 × .98893 + 13 × .01107 = 12.011
Cálculo
Resultado:
Cálculo
12.011
b)
Isótopo
Abundancia
Masa del
isótopo
K- 39
93.16 %
38.96
K- 40
0.12 %
40
K- 41
6.73 %
40.96
Resultado:
38.96 × .9316 + 40 × .0012 + 40.96 × .0673
= 39.099
39.099
Actividad 3
Isótopo
Ne-21
Co-60
p+
n°
e−
Número de
masa (A)
Número atómico
(Z)
10
11
10
21
10
Co
27
33
27
60
27
N
7
8
7
15
7
Ir
77
116
77
193
77
K
19
20
19
39
19
Símbolo
21
Ne
Nitrógeno-15
15
Ir-193
193
Potasio-39
39
Isótopo
374
Z
n°
A
Arsénico-74. Se usa en la localización de tumores cerebrales.
33
41
74
Bromo- 82. Útil para hacer estudios en hidrología tales como,
determinación de caudales de agua, direcciones de flujo de agua y
tiempos de residencia en aguas superficiales y subterráneas.
35
47
82
Apéndice 2
Fósforo-32. Es un isótopo que emite rayos beta y se usa para
diagnosticar y tratar enfermedades relacionadas con los huesos y
con la médula ósea.
15
17
32
Radio-226. Se emplea en tratamientos para curar el cáncer de la piel.
88
138
226
Oro- 198. Se aplica en la industria del petróleo, perforación de pozos
para búsqueda de petróleo.
79
119
198
Carbono-14. Se utiliza para determinar cronologías y así determinar
la edad o antigüedad de un fósil. También se utiliza para verificar la
autenticidad de una pieza de arte.
6
8
14
Cobalto-60. Es uno de los 22 isótopos radiactivos de este elemento,
se utiliza como terapia para el cáncer. Se manejó en el primer
tratamiento de radioterapia.
27
33
60
Actividad 4
Ejemplo:
Actividad 5
Ejemplo:
375
Apéndice 2
Actividad 6
Configuraciones electrónicas:
Elemento
Número atómico
Configuración electrónica
H
1
1s1
Kr
36
1s22s22p6 3s23p64s23d104p6
N
7
1s22s22p3
Fe
26
1s22s22p63s23p64s23d6
Elemento
Número atómico
Regla de Kernel
Ca
20
[Ar]4s2
Pd
46
[Kr]5s24d8
P
15
[Ne]3s23p3
I
53
[Kr]5s24d105p5
Actividad 7
20
46
15
53
Actividad 8
Elemento
Configuración electrónica
Regla de Kernel
Ce
55
1s 2s 2p
3s23p64s23d104p6
5s24d105p6 6s1
[Xe] 6s1
Pt
1s22s22p6
3s 3p64s23d104p6
5s24d105p6
6s24f145d8
[Xe] 6s24f145d8
B
1s22s22p1
[He] 2s22p1
V
1s22s22p6
3s23p64s23d3
[Ar] 4s23d3
2
78
5
23
376
2
Configuración gráfica
6
2
[Xe]
[Xe]
↑
6s
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
6s 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
5d 5d 5d 5d 5d
[He]
[Ar]
↑↓ ↑
2s 2p 2p 2p
↑↓ ↑ ↑ ↑
4s 5d 5d 5d 5d 5d
Apéndice 2
Actividad 9
Elemento:
11
Configuración electrónica:
Na
1s22s22p63s1
Regla de Kernel:
[Ar]3s1
Configuración gráfica:
[Ar]
↑
3s
n:
3
l:
m:
0
s:
Elemento:
Configuración electrónica:
92
0
+
1
2
U
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f4
Regla de Kernel:
[Rn] 7s25f4
Configuración gráfica:
[Rn]
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
7s 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f
n:
7
l:
m:
0
s:
3
+
1
2
Actividad 9
Actividad integradora
377
Apéndice 2
Bloque IV
Evaluación diagnóstica
1.
Número atómico
378
17
35.453
Cl
Configuración electrónica
[Ne] 3s23p5
Nombre del elemento
Cloro
Masa atómica
Símbolo del elemento
Apéndice 2
2. Relación de imágenes (metales y no metales):
Metal
No
metal
Oxígeno
Respuestas a las preguntas:
3. Materia con propiedades bien definidas.
4. Átomos de un mismo elemento pero diferente número másico.
Actividad 1
Ejemplo de línea del tiempo:
1862
1863
1868
1869
Alexander Emile Beguyer
El químico inglés
La tabla periódica
La tabla periódica de
de Chancourtois publica
John Alexander Reina
de los elementos fue
Mendeleiev publicada.
la primera tabla periodica,
Newlands redacta un
propuesta por Dimitri
Los periodos (filas
pone en evidencia una
trabajo donde clasifica 56
Mendeleiev Julius Lothar
diagonales y oblicuas) no
tenían siempre la misma
cierta periodicidad entre
elementos establecidos
Meyer, trabajando por
los elementos de la tabla.
y 11 grupos basados
separado, prepararon una
longitud, pero a lo largo
Fue el primero en observar
en propiedades físicas
ordenación de todos los
de los mismos había una
que las propiedades
similares.
se repetían cada siete
elementos.
64 elementos conocidos,
variación gradual de las
basándose en la variación
propiedades, de tal forma
de las propiedades
que los elementos de un
químicas (Mendeleiev)
mismo grupo o familia
y físicas (Meyer) con la
se correspondían en los
variación de sus masas
diferentes periodos.
atómicas.
379
Apéndice 2
Actividad 2
Metales de transición
Gases nobles
Metales de transición interna
Metales alcalinotérreos
Li
O
P
Sr Sc
Cr
Fe Co Ni
Nb
Ga
Ag Cd
Sb
Re
Rf
La
U
2. Respuestas de la relación de conceptos y elementos:
a) Grupo
b) Ninguno
c) Periodo
d) Grupo
e) Grupo
3. Clasificación de los grupos por grupo A o B:
a) A
b) A
c) A
d) B
e) A
f) A
g) B
h) B
i) A
4. Elementos y los bloques a los que pertenecen:
Lantano (f)
Argón (p)
Oxígeno (p)
Berilio (s)
Potasio (s)
Uranio (f)
Oro (d)
Aluminio (p)
5. Propuesta de una nueva clasificación:
Clasificación por orden alfabético.
Explicación de la nueva clasificación: Sería más fácil encontrar los elementos.
380
Cl
Kr
Apéndice 2
Actividad 3
Respuestas a las preguntas:
1.Cloro.
2. H, N, P, Zn.
3. Los radios atómicos aumentan de arriba abajo en un grupo
4. Con mayor: Flúor y con menor: Francio.
5. VII A.
6. El orden sería: F, Cl, Be, Na, Rb.
7. Comparación de radios atómicos (mayor o menor):
Clˉ > Cl
Mg+ < Mg
Al < Al+
Actividad 4
Reflexión de la actividad:
Los minerales son un recurso natural utilizado como materia prima para la elaboración de muchos
productos comerciales que son utilizados de manera cotidiana. Por ejemplo, desde la producción de
vidrio a partir de cuarzo y silicatos, caliza para la producción de cementos utilizados en la construcción hasta el uso de piedras preciosas como los diamantes.
Actividad 5
Propiedades físicas
1. Características registradas:
Elemento
Color
Brillo
Estado de agregación
Silicio
Grisáceo
Opaco
Sólido
Carbono
Negro
Opaco
Sólido
Azufre
Amarillo
Opaco
Sólido
Cobre
Rojizo
Brillo
Sólido
Hierro
Grisáceo
Brillo
Sólido
Aluminio
Plateado
Brillo
Sólido
Yodo
Violeta
No aplica
Sólido
381
Apéndice 2
2. Prueba de conductividad eléctrica. Observaciones:
Elemento
Conductor
No conducto
Silicio
Semiconductor
Carbono
No conduce
Azufre
No conduce
Cobre
Conductor
Hierro
Conductor
Aluminio
Conductor
Yodo
No conduce
3. Maleabilidad. Observaciones:
Elemento
Maleable
No maleable
Silicio
No maleable
Carbono
No maleable
Azufre
No maleable
Cobre
Es maleable
Hierro
Es maleable
Aluminio
Es maleable
Yodo
No maleable
4. Brillo. Observaciones:
Elemento
Adquiere brillo
Silicio
Adquiere poco brillo
Carbono
No adquiere brillo
Azufre
No adquiere brillo
Cobre
Brillo
Hierro
Brillo
Aluminio
Brillo
Yodo
382
No adquiere brillo
No adquiere brillo
Apéndice 2
Propiedades químicas
1. Reacción con HCl:
Elemento
Reacciona
Silicio
Sí
No reacciona
Carbono
No
Azufre
No
Cobre
Sí
Hierro
Sí
Aluminio
Sí
Yodo
No
2.Conclusiones:
Los diferentes elementos de la tabla periódica se caracterizan por ser únicos y al mismo tiempo con
propiedades similares según su clasificación, los hay metálicos, no metales, gases nobles, etc. En
esta práctica pudimos observar ciertas características que identifican a los elementos.
Bloque V
Evaluación diagnóstica
Elemento
Configuración electrónica
usando Kernel
Bloque
Grupo
Periodo
C
[He]2s22p2
p
IV A
2
Mo
[Kr] 5s24d5
d
VI B
5
26
Fe
[Ar]4s23d6
d
VIII B
4
33
As
[Ar] 4s23d104p3
p
VA
4
Li
[He]2s1
s
IA
2
Au
[Xe]6s24f145d9
d
IB
6
Hg
[Xe]6s24f145d10
d
II B
6
Pd
[Kr]5s24d8
d
IV A
5
P
[Ne]3s23p3
p
VA
3
6
43
3
79
80
46
15
383
Apéndice 2
1. Periodos y grupos:
IA
1
VIIIA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2
3
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIIIB
VIIIB
VIIIB
IB
IIB
4
5
6
7
Actividad 1
1.
Elemento
Configuración electrónica
Electrones de
valencia
1
H
1s1
1
7
N
1s2 2s2 2p3
5
Na
1s2 2s2 2p6 3s1
1
O
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
6
Mg
1s2 2s2 2p6 3s2
2
Si
1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
4
Kr
1s2 2s2 2p63s2
3p64s23d104p6
7
11
16
12
14
36
384
Estructura de
Lewis
Apéndice 2
Respuesta a la pregunta:
a) Representa los últimos electrones de la capa de valencia.
2. Relación de estructuras de Lewis y grupos:
Actividad 2
→
VIA
→
IIIA
→
VIIIA
→
IVA
→
VIIA
→
IIA
→
IA
1.
Elemento 1
Elemento 2
[Xe]6s2
[Ne]3s23p5
[He]2s1
[He] 2s22p5
Compuesto
Estructura de
Lewis
Uso de Kernel
Estructura de
Lewis
Uso de Kernel
385
Apéndice 2
Estructura de
Lewis
Uso de Kernel
[Ne]3s1
[Ne]3s23p4
[Xe]6s2
[Ne]3s23p4
Estructura de
Lewis
Uso de Kernel
2.
Fluoruro de estaño: Este compuesto es utilizado en las pastas dentales con el objeto de proporcionar
protección contra la caries, bacterias patógenas, desarrollo de placa, entre otras.
Nitrato de plata: En la medicina tradicional el nitrato de plata se utiliza como bactericida, antiséptico y
fungicida. Se aplica directamente sobre la piel para destruir verrugas, cauterizar y esterilizar heridas.
Bicarbonato de sodio: El uso de esta sustancias es muy común en hogares para la limpieza, sin
embargo su uso medicinal es desde la eliminación de astillas en los dedos hasta para lavarse los
dientes.
Actividad 3
1.
Elemento
Estructura de Lewis
Br2
HCl
PH3
2. Orden de los conjuntos:
Conjunto de elementos
386
Orden creciente de electronegatividad
Apéndice 2
P, C, O
P, C, O
Mg, S, F
Mg, S, F
N, S, Br
S, N, F
Se, As, Br
As, Se, Br
F, Cl, Br, I
I, Br, Cl, F
3. Clasificación de compuestos en iónicos o covalentes:
Compuesto
Tipo de compuesto
CaS
Iónico
KI
Iónico
P2O5
Covalente
NaCl
Iónico
NH3
Covalente
CO
Covalente
Actividad 4
Actividad 5
Práctica: compuestos iónicos y covalentes
Observaciones en procedimiento:
2.
Propiedad
Calor
Sustancia
Observaciones (debe incluir el dibujo de lo que
observas)
Sebo
El sebo se derrite al someterse al calor.
NaCl
Pasa a estado líquido.
387
Apéndice 2
3.
Propiedad
Solubilidad
Sustancia
Observaciones (debe incluir el dibujo de lo que
observas)
Sebo
Se separan las fases en una mezcla heterogénea.
NaCl
Se disuelve.
4.
Propiedad
Indicadores
Sustancia
Observaciones (debe incluir el dibujo de lo que
observas)
Sebo
No pasa nada.
NaCl
Se forma una disolución rosada.
Conclusiones:
Se pudieron observar las propiedades de los compuestos iónicos y covalentes como la solubilidad y
su reacción con otros compuestos.
Bloque VI
Evaluación diagnóstica
1. Clasificación de elementos en metales y no metales:
Potasio (metal)
Oxígeno (no metal)
Litio (metal)
Antimonio (no metal)
Aluminio (metal)
Mercurio (metal)
Boro (no metal)
Bromo (no metal)
Platino (metal)
Sodio (metal)
2. Número de electrones de valencia:
a) 1
b) 8
c) 2
d) 7
e) 7
f) 2
388
Cloro (no metal)
Apéndice 2
3.
Moléculas
Actividad 1
Curio Tantalio
Prometio Zirconio
Francio
Rubidio
Nobelio
Germanio
(
(
(
(
(
(
(
(
c
d
d
b
a
b
c
a
)
)
)
)
)
)
)
)
Actividad 2
Sustancia
Número de oxidación de cada elemento
KMnO4
K = +1
Mn = +7
N2O3
N = +1
O = −2
Ba(OH)2
Ba = +2
O = −2
Fe2O3
Fe = +3
O = −2
NaOH
Na = +1
O = −2
H = +1
H2SO4
H = +1
S = +6
O = −2
CO3-2
C = +4
O = −2
O = −2
H = +1
389
Apéndice 2
Actividad 3
Fórmula
Metal y número de
oxidación
Nomenclatura Stock
Nomenclatura
tradicional
MgO
+2
Óxido de magnesio
Óxido magnésico
Li2O
+1
Óxido de litio
Óxido lítico
Ag2O
+1
Óxido de plata
Óxido argéntico
Fe2O3
+3
Óxido de hierro (III)
Óxido férrico
TiO2
+4
Óxido de titanio (IV)
Óxido titánico
ZnO
+2
Óxido de zinc
Óxido zíncico
Hg2O
+1
Óxido de mercurio
Óxido mercuroso
SnO
+2
Óxido de estaño (II)
Óxido estannoso
Rb2O
+1
Óxido de rubidio
Óxido rubídico
BaO
+2
Óxido de bario
Óxido bárico
Actividad 4
Respuestas a los paréntesis:
(
(
(
(
(
(
6
1
3
5
4
2
)
)
)
)
)
)
Óxido de fósforo (V)
Anhídrido nítrico
Anhídrido de hipocloroso
Óxido de carbono (II)
Anhídrido hiposelenoso
Óxido de boro
Actividad 5
390
Elemento
Fórmula del hidruro o hidrácido
Nomenclatura
Te-2
H2Te
Ácido teluhídrico
Rb+1
RbH
Hidruro de rubidio
C+2
CH2
Hidruro de carbono (II)
Zn+2
ZnH2
Hidruro de zinc
Cl-1
HCl
Ácido clorhídrico
-1
I
HI
Ácido yodhídrico
Co+3
CoH3
Hidruro de cobalto (III)
Ba+2
BaH2
Hidruro de bario
Apéndice 2
Actividad 6
Hidróxido de calcio ………………………………..
Hidróxido mercuroso ………………………………..
Hidróxido de Magnesio ………………………………..
Hidróxido de cobre (II) ………………………………..
Hidróxido de zinc
………………………………..
Hidróxido platínico
………………………………..
Hidróxido de rubidio
………………………………..
Hidróxido de plata
………………………………..
Hidróxido de níquel (III) ………………………………..
Ca(OH)3
HgOH
Mg2OH
Co(OH)2
Zn(OH)2
Pt(OH)4
Rb(OH)3
AgOH
Ni(OH)3
(
(
(
(
(
(
(
(
(
F
V
F
F
V
V
F
V
V
)
)
)
)
)
)
)
)
)
Actividad 7
F2O + H2O
B2O3 + 3 H2O
CO + H2O
P2O5 + 3 H2O
Br2O7 +H2O
N2O5 + H2O
SO3 + H2O
→
→
→
→
→
→
→
HFO
H3BO3
H2CO2
H3PO4
HBrO4
HNO3
H2SO4
Ácido hipofluoroso
Ácido bórico
Ácido carbonoso
Ácido fosfórico
Ácido perbrómico
Ácido nítrico
Ácido sulfúrico
Actividad 8
1.
Fórmula de la sal
Nomenclatura Stock
Nomenclatura tradicional
Na2CO3
Carbonato de sodio
Carbonato sódico
KMnO4
Permanganato de potasio
Permanganato potásico
KI
Yoduro de potasio
Yoduro potásico
Pt3(BO3)2
Borato de platino (II)
Borato platinoso
CuNO3
Nitrato de cobre (I)
Nitrato cuproso
2.
Fórmula
Tipo de compuesto
FeO
Óxido
H2TeO4
Oxiácido
H2S
Hidrácido
N2O5
Anhídrido
SO3
Anión
391
Apéndice 2
3.
Fórmula del
compuesto orgánico
Nomenclatura stock
Nomenclatura tradicional
Sb2O3
Óxido de antimonio (III)
Anhídrido antimonoso
Pb(OH)4
Hidróxido de plomo (IV)
Hidróxido plúmbico
CuH2
Hidruro de cobre (II)
Hidruro cúprico
TeO
Óxido de telurio (II)
Anhídrido hipoteluroso
Hg2O
Óxido de mercurio (I)
Óxido mercuroso
AgBr
Bromito de plata
Bromito argentico
CoCO3
Carbonato de cobalto (II)
Carbonato cobaltoso
SnO
Óxido estannoso
Óxido estannoso
Zn3(PO4)2
Fosfato de zinc
Fosfato zíncico
KMnO4
Permanganato de potasio
Permanganato potásico
4.
Compuesto
392
Número de oxidación de cada elemento o grupo funcional
HCl
H: +1
Cl: −1
NaOH
Na: +1
OH:
HNO3
H: +1
N: +5
Fe2O3
Fe: +3
O: −2
CaO
Ca: +2
O: −2
Cu2O
Cu: +1
O: −2
PbO2
Pb: +2
O: −2
HIO4
H: +1
I: +7
O: −2
O: −2
Apéndice 2
Actividad 9
393
Apéndice 2
Actividad 10
Catálogo de productos Quimimex
Refresco de cola
• Ácido fosfórico
(ácido)
• NaCl (sal)
Fertilizante
• Nitrato de amonio
(oxisal)
• Nitrato de potasio
(oxisal)
• Ácido bórico
(oxiácido
Cal para nixtamal
• Hidróxidod de
calcio (CaOH2)
Actividad 11
Observaciones de cada procedimiento:
La reacción de los metales y de los no metales es diferente, y se pudo notar en la práctica llevada
a cabo. Los metales tienen brillo característico y todos los que manejamos fueron en estado sólido.
Ejemplo de conclusión general:
Cada uno de los elementos tiene propiedades distintas que los identifican pero a la vez similares a
cada clasificación a la que pertenecen.
Bloque VII
Evaluación diagnóstica
1.
394
a) NaOH
Na: +1 OH: -1
b) Al(ClO3)3
Al: +3 Cl : +6 O: -2
c)ZnCl2
Zn: +2 Cl: -1
d)LiNO3
Li: +1 N: +5 O: -2
e)H2SO4
H: +1 S: +6 O: -2
Apéndice 2
1.
Fórmula del
compuesto
Nomenclatura IUPAC
Nomenclatura tradicional
H2CO3
Ácido carbónico
Ácido carbónico
MgCl2
Cloruro de magnesio
Cloruro magnésico
NaNO3
Nitrato de sodio
Nitrato sódico
H2SO4
Ácido sulfúrico
Ácido sulfúrico
CoH3
Hidruro de cobalto (III)
Hidruro cobáltico
Li2O
Óxido de litio
Óxido lítico
3.
HNO3: H: +1, N: +5, O: -2
H2SO3: H: +1, S: +6, O: -2
Ca(OH)2: Ca: +2, OH: -1
HgCl2: Hg: +2, Cl: -1
N2O3: N: +3, O: -2 H3PO4: H: +1, P: +5, O: -2
Actividad 1
1.
a) S + Fe → FeS
b)Cl2 + H2 → 2 HCl
c)2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O
d) 2 K (s) + 2 H2O (l) → 2KOH(ac) + H2↑
e) 3 H2S (g) + 2FeCl3 → Fe2S3 (s) + 6HCl (g)
2.
a)H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g)
Una molécula de hidrógeno gaseoso más una molécula de cloro gaseoso nos da dos moléculas de
ácido clorhídrico.
b)Cl2 (g) + H2 (g) → 2 HCl (g)
Una molécula de cloro gaseoso más una molécula de hidrógeno gaseoso nos da dos moléculas de
ácido clorhídrico.
c)CuSO4 (s) + Fe (s) → FeSO4 (s) + Cu (s)
395
Apéndice 2
Una molécula de sulfato de cobre (II) sólido más una molécula de hierro sólido nos da una molécula
de sulfato de hierro (II) sólido más una molécula de cobre sólido.
d)C (s) + H2O (g) → CO (g) + H2 (g)
Una molécula de carbono sólido más una molécula de agua nos da una molécula de anhídrido carbonoso más una molécula de hidrógeno gaseoso
Actividad 2
1. Tipo de reacción a la que pertenecen:
a) C → A + B Descomposición
b) AB + CD → AD + CB Sustitución doble
c) A + B → C
Síntesis o combinación
d) A + BC → AC + B Sustitución simple
2. Ecuaciones químicas de descomposición:
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
2H2O2 → 2 H2O + O2
2NH3 → N2 + 3H2
FeCl3 → Fe + Cl2
3.
Cu (s) + 2AgNO3 (ac) → Cu(NO3)2 + Ag
Cl2 (g) + 2NaI (ac) → 2NaCl + I2
Ca (s) + 2H2O (l) → Ca(OH)2 + H2
2Al (s) + 3H2O (g) → Al(OH)3
4. Clasificación según el tipo de reacción:
a) NH3 (ac) + HNO3 (ac) → NH4NO3 (ac) Síntesis
b) NaCl (ac) + AgNO3 (ac) → AgCl + NaNo3 (ac)
Sustitución doble
c) Mg (s) + 2HCl (ac) → MgCl2 (ac) + H2 (g) ↑ Sustitución simple
d) H3BO3 (ac) → B2O3 (ac) + 3H2O (l) ↓ Descomposición
396
Apéndice 2
Actividad 3
Criterios para elaboración del mapa.
a) Actividad para realizarse en casa.
b) Por parejas.
c) Presenten sus conceptos estructurados de ideas generales a ideas particulares.
d) Utilicen representaciones gráficas como líneas, cuadros o círculos.
e) Empleo en diferentes colores y realícenlo con limpieza en media hoja de papel bond blanco o en
una cartulina.
f) Una vez terminado preséntelo al grupo y comenten su investigación.
g) Consulten la rúbrica al final del bloque.
Actividad 4
1.
a)2C3H8 + 10O2 → 6CO2 + 8H2O
b) Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HNO3
c)2Cu2O + O2 → 4CuO
d)CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2 H2
2. Ecuaciones químicas y balanceos:
a) Cuando se combina ácido fosfórico con bicarbonato de sodio, se forman fosfato de sodio, dióxido
de carbono y agua.
H3PO4 + 3NaHCO3 → Na3PO4 + 3CO2 + 3H2O
b) Al reaccionar con óxido férrico, el ácido clorhídrico produce cloruro de fierro (III) y agua.
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
3. Balanceo de ecuaciones y clasificación:
a)4Al (s) + 3O2(g) → 2Al2 O3(s) Síntesis
b) Ni(NO3)2 (ac) + 2NaOH (ac) → Ni(OH)2(ac) + 2NaNO3↓ Sustitución doble
c) Zn(s) + FeSO4 (ac) → ZnSO4(ac) + Fe(s) Sustitución simple
Δ
d)2NaHCO3 (s)
→ Na2CO3 + CO2 (g) + H2O (g) Descomposición
397
Apéndice 2
Actividad 5
1.
Oxiación
Fe+2 → Fe+3
x
1
S-2 → S+6
x
8
N
+5
→ N
Mn
+7
→ Mn
Reducción
Electrones
ganados
Elemento
+2
+2
Electrones
perdidos
x
3
x
5
2. Balanceo de ecuaciones por el método de óxido-reducción.
a)2Fe2O3 + 6CO → 6CO2 + 4Fe
Fe: +3 → 0
C: +2 → +4
b)2HNO3 + 3SnO → 3SnO2 + 2NO + H2O
N: +5 → +2
Sn:+2 → +4
c)2Na2S2O3 + 8H2O2 → 2Na2SO4 + 2H2SO4 + 6H2O
S: +2 → +6
O: −1 → −2
d)4FeS2 + 11O2 → 2 Fe2O3 + 8SO2
Fe: +2 → +3
O: 0 → −2
Actividad 6
Actividad integradora
¿Quién es Monserrat Bizarro?
Es una doctora en física e investigadora en de Materiales y Dispositivos en Película Delgada, escritora
de artículos científicos, madre de familia, que experimenta en películas delgadas elaboradas con
óxido de zinc mediante una técnica llamada rocío pirolítico.
¿Qué es la ciencia de los materiales?
Las ciencias de los materiales estudian y perfeccionan los materiales ya existentes, para lograr
que sean más resistentes, durables y fáciles de elaborar a un bajo costo, cumpliendo con las
características particulares de acuerdo con su uso; así como la creación de nuevos materiales que
satisfagan problemas y divergencias en otras ciencias con los avances científicos y tecnológicos.
398
Apéndice 2
¿Qué es la nanociencia?
Parte de una ciencia, especialmente de la física, la química y la biología, que estudia los fenómenos
observados en estructuras y sistemas extremadamente pequeños, mesurables en nanómetros.
¿Qué es una película nanoestructurada?
Materiales con átomos agrupados ordenadamente en agrupaciones de tamaño nanométrico, los
cuales son la base para construir estructuras mayores de este tipo de materiales.
Cualquier material con una dimensión menor de 1-100 nm.
¿Cómo la investigadora logra limpiar el agua?
Con películas delgadas elaboradas con óxido de zinc mediante una técnica llamada rocío pirolítico.
Estas películas tienen la propiedad de degradar contaminantes orgánicos presentes en el agua. Las
películas se introducen en el agua y al ser iluminadas producen reacciones fotocatalíticas que la
limpian.
¿Cuál es el objeto de estudio de su investigación?
Producir materiales con alta actividad fotocatalítica; es decir, que absorbiendo luz realicen reacciones
químicas de oxidación y reducción para descomponer moléculas complejas presentes en el agua
residual.
¿Por qué decidió usar este método?
Los fotocatalizadores que desarrollan se activan con la luz del Sol, lo cual los hace eficientes y
costeables.
2. Ejemplo de boletín informativo:
399
Apéndice 2
Actividad 7
Práctica
Óxido-reducción
Procedimiento:
1. Aspecto y consistencia de los clavos y de la tintura de yodo. Observaciones:
Material y reactivos
Aspecto
Consistencia
Clavos
Brillo metálico
Sólida
Tintura de yodo
Solución café
Líquido
Mezcla heterogénea
Acuosa
Material y reactivos
Aspecto
Consistencia
Clavos y tintura de yodo al
fuego
Cambia de color y se oxida
el clavo.
Acuosa
Clavos y tintura de yodo
3.
6.
Disolución
Con blanqueador
Con vinagre
Se aclara la solución.
Cambia de color.
Respuestas a las preguntas:
a)
b) Se oxida el clavo.
c) Para protegerlos.
d) Para acelerar el proceso.
e) Es un oxidante. Se reduce.
f) El blanqueador oxida las sustancias volviéndolas incoloras.
g) Neutraliza la reacción.
h)Yodo.
i) Existen sustancias oxidantes y reductoras en las reacciones químicas y el calor. Acelera la reacción.
400
Apéndice 2
Bloque VIII
Evaluación diagnóstica
1. Relación de paréntesis:
2.
1. (
2. (
3. (
4. (
5. (
6. (
7. (
8. (
b
c
b
d
a
c
c
d
)
)
)
)
)
)
)
)
Descripción de ecuaciones químicas:
H2S → H2 + S
Un mol de ácido sulfhídrico nos da un mol de hidrógeno más un mol de azufre.
NaOH + Li → LiOH + Na
Un mol de hidróxido de sodio más un mol de litio nos da un mol de hidróxido de litio más un mol de
sodio.
2SO3 → 2S + 3O2
Dos moles de óxido de azufre (VI) nos da dos moles de azufre más tres moles de oxígeno.
Sn(NO3)4 + PbCl4 → SnCl4 + Pb(NO3)4
Un mol de nitrato de estaño (IV) más un mol de cloruro de plomo (IV) nos da un mol de cloruro de
estaño (IV) más un mol de nitrato de plomo (IV).
3. Balanceo de la ecuación:
2HNO3 + 3SnO → 3SnO2 + 2NO + H2O
Actividad 1
a)6CO2 (g) + 6H2O (l) → C6H12O6 (s) + 6O2 (g)
ΔH°reacción = 2800.5 kJ
b)N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)
ΔH°reacción = −366.1 kJ
c)2C6H6 (l) + 15O2 (g) → 12CO2 (g) + 6H2O (l)
401
Apéndice 2
ΔH°reacción= −6338.72 kJ
d)CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (l)
ΔH°reacción= −890.25 kJ
e)H2SO4 (l) + Zn (s) → ZnSO4 (s) + H2 (g)
ΔH°reacción= −78.95 kJ
Actividad 2
1.
Entalpía de reacción
Tipo de reacción
a) ΔH°reacción= 2800.5 kJ
Exotérmica
b) ΔH°reacción= −366.1 kJ
Exotérmica
c) ΔH°reacción= −6338.72 kJ
Exotérmica
d) ΔH°reacción= −890.25 kJ
Exotérmica
e) ΔH°reacción= −78.95 kJ
Exotérmica
2.
Tipo de reacción
a) Se liberan 600 kJ.
Exotérmica
b) Se requiere enfriar un cuarto de materiales.
Exotérmica
c) El nivel de energía de los productos es menor que la de los reactivos. Exotérmica
d) Se requiere hornear un pan.
Endotérmica
e) Se absorben 275 kJ.
Endotérmica
Actividad 3
A. Respuestas correctas a los planteamientos:
1. b)
2.b)
3.a)
4.b)
402
Apéndice 2
5.a)
6.a)
B. Relación de paréntesis:
(
(
(
(
d
a
b
c
) Tamaño de partícula
) Catalizador
) Temperatura
) Concentración
C.
Por ejemplo si dejas un trozo de fierro a la intemperie, seguro que se oxidará al paso de los días.
Si se corta un aguacate y se deja en la intemperie, se pone negro.
La cal se utiliza como catalizador en el proceso de nixtamalización.
Actividad 4
Actividad 5
Conclusiones generales de las prácticas:
•
El tamaño de la partícula acelera la reacción.
•
El limón evita que se oxide la manzana.
•
La temperatura acelera la reacción.
403
Referencias
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Burton, L. (2005). Las bases farmacológicas de la terapéutica Goodman y Gilman.
11a. ed. México: Mc Graw Hill.
Garritz, A. y Chamizo, J. A. (2001). Tú y la Química. México: Pearson Educación
México.
Kotz, J. (2005). Química y reactividad química. México: Cengage Learning
Editores.
Zumdahl, S. (2007). Fundamentos de Química. México: McGraw-Hill
Interamericana.
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Subsecretaría de Educación Media Superior
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